CMOS Power Amplifier The FAN7021 is a high-voltage power switch manufactured by Fairchild Semiconductor (now part of ON Semiconductor). Below are its key specifications:

1. **Input Voltage Range**: 85V to 265V AC  
2. **Output Power**: Up to 15W (typical)  
3. **Switching Frequency**: Fixed at 65kHz  
4. **Standby Power Consumption**: <100mW  
5. **Integrated Features**:  
   - High-voltage startup circuit  
   - Built-in MOSFET (650V, 1.5A)  
   - Frequency jittering for EMI reduction  
   - Over-temperature protection (OTP)  
   - Over-voltage protection (OVP)  
   - Over-load protection (OLP)  

6. **Package**: DIP-8 (Dual In-line Package)  
7. **Applications**:  
   - AC/DC converters for chargers and adapters  
   - Auxiliary power supplies  

8. **Operating Temperature Range**: -40°C to +105°C  

For detailed electrical characteristics, refer to the official Fairchild datasheet.

CMOS Power Amplifier# Technical Documentation: FAN7021 PWM Controller IC

 Manufacturer : FAIRCHILD (now part of ON Semiconductor)  
 Component : FAN7021 — High-Voltage Current-Mode PWM Controller  
 Document Version : 1.0  
 Date : October 2023

---

## 1. Application Scenarios

### 1.1 Typical Use Cases
The FAN7021 is a high-performance, current-mode pulse-width modulation (PWM) controller designed for offline power supply applications. Its primary use cases include:

-  AC/DC Switching Power Supplies : The IC is optimized for flyback and forward converter topologies operating from universal AC input voltages (85–265 VAC).
-  Low-to-Medium Power Adapters : Commonly used in power adapters for consumer electronics (e.g., laptops, monitors, printers) requiring output power up to 30 W.
-  Auxiliary Power Supplies : Provides standby or auxiliary power in larger systems such as televisions, home appliances, and industrial equipment.
-  LED Lighting Drivers : Suitable for constant-voltage or constant-current LED driver designs due to its precise current control and protection features.

### 1.2 Industry Applications
-  Consumer Electronics : Power adapters, set-top boxes, gaming consoles.
-  Industrial Systems : Control panel power, sensor modules, PLC auxiliary supplies.
-  Telecommunications : Power for routers, modems, and network switches.
-  Lighting : LED drivers for commercial and residential lighting fixtures.

### 1.3 Practical Advantages and Limitations

#### Advantages:
-  High Integration : Includes built-in high-voltage startup, reducing external component count and board space.
-  Current-Mode Control : Provides inherent cycle-by-cycle current limiting, simplified feedback loop compensation, and improved line/load transient response.
-  Low Standby Power : Implements green-mode operation with frequency reduction and burst-mode control at light loads, helping meet energy efficiency standards (e.g., ENERGY STAR, EU CoC).
-  Robust Protection : Features over-voltage protection (OVP), over-load protection (OLP), over-temperature protection (OTP), and latch-off functions for system reliability.
-  Wide VDD Range : Operates from a supply voltage (VDD) of 8.5 V to 26 V, accommodating various auxiliary winding designs.

#### Limitations:
-  Power Range : Best suited for applications below 30 W; higher power designs may require additional external components or a different controller.
-  Frequency Limitations : Fixed switching frequency (typically 65 kHz) may not be optimal for applications requiring very high efficiency or extremely compact magnetics.
-  Heat Dissipation : In continuous conduction mode (CCM) at high power, external thermal management of the IC and power switch may be necessary.
-  Minimum Load : Burst-mode operation at light loads can cause audible noise in some transformer designs if not properly damped.

---

## 2. Design Considerations

### 2.1 Common Design Pitfalls and Solutions

| Pitfall | Cause | Solution |
|---------|-------|----------|
|  Startup Failure  | Insufficient startup current from HV pin or VDD capacitor too large. | Ensure VDD capacitor is within datasheet range (typically 10–22 µF). Verify HV startup resistor values for minimum required startup current. |
|  Noise-Induced Tripping  | False triggering of OCP/OLP due to switching noise on current sense pin. | Add a small RC filter (e.g., 100 Ω + 1 nF) close to the CS pin. Keep sense trace short and away from high-voltage switching nodes. |
|  Poor Light-Load Efficiency  | Fixed frequency operation at very light loads. | Rely on built-in green-mode and burst-mode; ensure feedback network is tuned for smooth mode transitions. |
|  Audible Noise  | Transformer or capacitor

CMOS Power Amplifier The FAN7021 is a power management IC manufactured by Fairchild Semiconductor (now part of ON Semiconductor). Below are the factual specifications from Ic-phoenix technical data files:

1. **Manufacturer**: Fairchild Semiconductor (FAI)  
2. **Type**: PWM Controller IC  
3. **Topology**: Flyback  
4. **Input Voltage Range**: 8V to 30V  
5. **Switching Frequency**: 65kHz (fixed)  
6. **Output Drive**: 0.5A (source/sink)  
7. **Features**:  
   - Built-in soft-start  
   - Cycle-by-cycle current limiting  
   - Under-voltage lockout (UVLO)  
   - Over-voltage protection (OVP)  
8. **Package**: SOP-8  
9. **Applications**: AC/DC adapters, offline power supplies  

This information is based on the official datasheet and product documentation.

CMOS Power Amplifier# Technical Documentation: FAN7021 High-Voltage Current-Mode PWM Controller

 Manufacturer : FAI (Fairchild Semiconductor / ON Semiconductor lineage)
 Component Type : High-Voltage Current-Mode PWM Controller IC
 Primary Function : Provides control circuitry for offline flyback and forward converters in switch-mode power supplies (SMPS).

---

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The FAN7021 is specifically engineered for  offline AC-DC power conversion  in low-to-mid power applications. Its integrated high-voltage startup circuit and current-mode control architecture make it suitable for:

*    Standby & Auxiliary Power Supplies:  Providing low-power, always-on rails (e.g., 5VSB, 12V) in desktop PCs, servers, and appliances.
*    Adapter/Charger Designs:  For consumer electronics such as laptops, monitors, routers, and IoT devices, typically in the 10W to 30W range.
*    LED Driver Circuits:  Non-dimmable and basic dimmable LED power modules for lighting applications, leveraging its constant current control capability.
*    Household Appliance Power Modules:  Internal power supplies for white goods (refrigerators, air conditioners) where reliability and cost-effectiveness are critical.

### Industry Applications
*    Consumer Electronics:  The primary market, due to demand for compact, efficient, and low-cost AC-DC adapters.
*    Industrial Controls:  For powering logic boards, sensors, and displays in industrial environments, benefiting from its robust protection features.
*    Computer & Communication:  Used in power supplies for networking equipment (routers, switches) and PC peripheral devices.
*    Lighting:  Entry-level commercial and residential LED lighting drivers.

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
*    Integrated High-Voltage Startup:  The internal HV startup cell (typically connected to DRAIN) eliminates the need for an external startup resistor, reducing standby power consumption and simplifying the BOM.
*    Quasi-Resonant (QR) Operation (in certain modes):  Reduces switching losses at light loads by enabling valley switching, improving overall system efficiency, particularly crucial for meeting energy standards like ENERGY STAR or CoC.
*    Comprehensive Protection Suite:  Includes Over-Current Protection (OCP), Over-Voltage Protection (OVP), Over-Load Protection (OLP), and Over-Temperature Protection (OTP), enhancing system reliability.
*    Frequency Jittering:  Minimizes peak EMI emissions by dithering the switching frequency, easing EMI filter design and compliance testing (e.g., FCC, CE).
*    Low Operating Current:  Contributes to high light-load efficiency and low standby power (<75mW achievable).

 Limitations: 
*    Power Range:  Optimized for low-to-mid power applications (generally <60W). For higher power outputs, a different topology or controller may be more appropriate.
*    Control Complexity:  While simplifying design, the integrated protections and mode transitions require careful understanding of datasheet timing diagrams (e.g., OLP delay time) to avoid unintended behavior.
*    Minimum Load:  Some operational modes may require a minimum load for stable regulation, which can be a constraint for some applications.
*    Thermal Management:  The SOIC-8 package has limited thermal dissipation capability. High ambient temperatures or high switching frequencies may require careful PCB thermal design.

---

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions
1.   Pitfall: Unstable Feedback Loop. 
    *    Cause:  Improper selection of compensation components (R, C) around the error amplifier.
    *    Solution:  Use the manufacturer's recommended compensation network calculations based on the transformer parameters and desired crossover frequency. Prioritize phase margin (>45°) for stability.

2.