LCD Backlight Inverter Drive IC The FAN7311 is a high-voltage half-bridge gate driver IC manufactured by ON Semiconductor (formerly Fairchild Semiconductor). Here are its key specifications:

- **Input Supply Voltage (VCC):** 10V to 20V  
- **High-Side Floating Supply Voltage (VB - VS):** Up to 620V  
- **Output Current (Source/Sink):** 350mA / 650mA  
- **Propagation Delay (Typical):** 120ns  
- **Rise/Fall Time (Typical):** 30ns / 20ns  
- **Operating Temperature Range:** -40°C to +125°C  
- **Package:** SOIC-8  
- **Features:** Under-voltage lockout (UVLO), interlock function, and dead-time control  

The FAN7311 is designed for driving MOSFETs or IGBTs in half-bridge or full-bridge configurations, commonly used in power supply and motor control applications.  

For detailed specifications, refer to the official datasheet from ON Semiconductor.

LCD Backlight Inverter Drive IC# Technical Documentation: FAN7311 Ballast Control IC

## 1. Application Scenarios

### 1.1 Typical Use Cases
The FAN7311 is a high-performance, resonant half-bridge controller IC specifically designed for  electronic ballast  and  high-intensity discharge (HID) lamp  applications. Its primary function is to provide precise control for driving metal halide, high-pressure sodium, and fluorescent lamps in a half-bridge topology.

*    Fluorescent Lamp Ballasts:  The IC is commonly used in compact and tubular fluorescent lamp (CFL/TFL) electronic ballasts, particularly in commercial and industrial lighting fixtures. It manages the preheat, ignition, and run phases, ensuring reliable lamp starting and extended lifespan.
*    HID Lamp Ballasts:  For HID lamps like metal halide and high-pressure sodium, the FAN7311 controls the critical ignition sequence (striking the arc) and provides stable operation during the run phase, handling the lamp's negative impedance characteristic.
*    DC-AC Inverters:  While specialized for ballasts, its architecture can be adapted for other resonant DC-AC conversion applications requiring robust half-bridge gate driving and frequency control.

### 1.2 Industry Applications
*    Commercial & Industrial Lighting:  Found in high-bay lighting, warehouse lighting, street lighting, and outdoor area lighting where HID and fluorescent technologies are prevalent.
*    Specialty Lighting:  Used in stage/studio lighting, projectors (especially older models with UHP lamps), and grow lights for horticulture, where precise lamp power control is crucial.
*    Backlight Units (Legacy):  In some older LCD TV/monitor CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) backlight inverters, though largely superseded by LED drivers.

### 1.3 Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
*    Integrated Solution:  Combines oscillator, preheat/ignition timer, error amplifier, and high-current gate drivers (sourcing/sinking ~500 mA), reducing external component count.
*    Reliable Lamp Protection:  Features like programmable preheat time/frequency, ignition timeout, and fault detection (e.g., lamp fail, filament failure) enhance system reliability and safety.
*    Soft-Switching Operation:  Promotes zero-voltage switching (ZVS) in the resonant half-bridge, improving efficiency and reducing electromagnetic interference (EMI).
*    Adjustable Operating Parameters:  Key parameters like preheat time, preheat-to-run frequency shift, and dead time are externally programmable via resistors/capacitors, offering design flexibility.

 Limitations: 
*    Technology Specific:  Primarily optimized for gas-discharge lamps. It is not suitable for direct LED driving without significant topology changes.
*    Analog Control:  Lacks the digital programmability and communication interfaces (like I²C) found in modern lighting controllers, limiting advanced features like remote diagnostics or complex dimming profiles.
*    Component Aging:  Performance can drift with aging of external timing components (resistors, capacitors), potentially affecting lamp characteristics over the very long lifespan of HID systems.
*    Market Shift:  With the rapid adoption of LED lighting, the application domain for this IC is in a legacy or niche phase.

## 2. Design Considerations

### 2.1 Common Design Pitfalls and Solutions
*    Pitfall 1: Inadequate Gate Drive Strength.  Using excessively high-value gate resistors or MOSFETs with very high gate charge can slow switching, increasing losses and causing thermal runaway.
    *    Solution:  Select MOSFETs with appropriate gate charge (`Qg`). Keep gate drive resistors low (typically 10-47 Ω) and verify switching waveforms on an oscilloscope.
*    Pitfall 2: Incorrect Resonant Tank Design.  Mismatched inductor (`L_res`) and

LCD Backlight Inverter Drive IC The FAN7311 is a high-voltage half-bridge gate driver IC manufactured by ON Semiconductor. Below are its key specifications:  

- **Input Voltage Range (VDD):** 10V to 20V  
- **Output Voltage (High-Side):** Up to 600V (floating)  
- **Output Current (Source/Sink):** ±350mA (typical)  
- **Propagation Delay:** 120ns (typical)  
- **Dead Time Control:** Adjustable (external resistor)  
- **Operating Frequency:** Up to 500kHz  
- **Undervoltage Lockout (UVLO):** Yes (for both VDD and VBS)  
- **Package Options:** SOIC-8, DIP-8  
- **Applications:** CFL/LED drivers, half-bridge converters  

For exact details, refer to the official datasheet from ON Semiconductor.

LCD Backlight Inverter Drive IC# Technical Documentation: FAN7311 Ballast Control IC

## 1. Application Scenarios

### 1.1 Typical Use Cases
The FAN7311 is a high-performance, resonant half-bridge controller IC specifically designed for  electronic ballast applications . Its primary function is to drive two power MOSFETs in a half-bridge configuration to generate high-frequency AC power for gas discharge lamps.

 Primary Applications: 
-  Fluorescent Lamp Ballasts : The IC is optimized for driving T5, T8, and T12 fluorescent lamps in both instant-start and rapid-start configurations. It provides controlled preheat, ignition, and run-mode operation to maximize lamp life and efficiency.
-  Compact Fluorescent Lamps (CFLs) : Used in integrated CFL designs where space and efficiency are critical. The IC's minimal external component count makes it suitable for compact form factors.
-  High-Intensity Discharge (HID) Lamps : With appropriate external circuitry, it can be adapted for low-wattage metal halide or high-pressure sodium lamps, providing stable ignition and run characteristics.

### 1.2 Industry Applications
-  Commercial Lighting : Office buildings, retail spaces, and warehouses utilizing fluorescent troffers and high-bay fixtures.
-  Industrial Lighting : Manufacturing facilities, parking garages, and cold storage areas where reliable, long-life lighting is required.
-  Residential Lighting : Built-in fixtures and standalone luminaires, particularly in areas requiring energy-efficient, long-lasting illumination.
-  Backlighting : For large-format LCD displays and signage requiring uniform, dimmable fluorescent backlighting.

### 1.3 Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  Integrated Control Logic : Combines preheat, ignition, and run-mode control in a single 8-pin package, reducing design complexity and component count.
-  Resonant Operation : Enables zero-voltage switching (ZVS) of the power MOSFETs, significantly reducing switching losses and electromagnetic interference (EMI).
-  Robust Protection Features : Includes built-in under-voltage lockout (UVLO), over-current protection (OCP), and programmable preheat/ignition timers to prevent lamp and component damage.
-  Wide Operating Range : Typically operates from a DC bus voltage of 300-600V, accommodating universal input voltage designs (85-277V AC).
-  Dimming Capability : Supports analog dimming via external control signals, allowing for brightness adjustment in compatible ballast designs.

 Limitations: 
-  Lamp-Specific Tuning : Requires careful selection of external resonant components (inductor and capacitor) matched to the specific lamp type and wattage.
-  Limited to Half-Bridge Topology : Not suitable for full-bridge or other inverter topologies sometimes required for higher power applications (>150W).
-  Thermal Management : The IC itself has low power dissipation, but the external MOSFETs and resonant inductor require adequate heatsinking, especially in enclosed fixtures.
-  Start-up Behavior : Cold-starting at low temperatures may require additional circuitry or component derating for reliable ignition.

## 2. Design Considerations

### 2.1 Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Incorrect Resonant Tank Design 
-  Problem : Mismatched L-C values cause excessive lamp current, poor ignition, or failure to sustain oscillation.
-  Solution : Use the manufacturer's design equations or online design tools to calculate the resonant frequency based on lamp parameters. Always prototype with ±10% tolerance components and verify operation across the expected temperature range.

 Pitfall 2: Inadequate Gate Drive 
-  Problem : Using high-side MOSFETs with excessive gate charge can lead to slow switching, increased losses, and potential shoot-through.
-  Solution : Select MOSFETs with total gate charge (Qg) compatible with the FAN7311's sink/source capability