Fairchild Power Switch(FPS) The part **KA5H0165RN** is a power switching regulator IC manufactured by **Fairchild Semiconductor** (now part of **ON Semiconductor**).  

### **Specifications:**  
- **Type:** Off-line SMPS (Switched-Mode Power Supply) Controller  
- **Topology:** Flyback  
- **Input Voltage Range:** 85V to 265V AC  
- **Output Power:** Up to 15W (depending on design)  
- **Switching Frequency:** 100 kHz (fixed)  
- **Start-up Current:** 30 µA (typical)  
- **Operating Current:** 3 mA (typical)  
- **Duty Cycle:** Up to 80%  
- **Protection Features:**  
  - Overload Protection (OLP)  
  - Overvoltage Protection (OVP)  
  - Thermal Shutdown (TSD)  
  - Under-Voltage Lockout (UVLO)  

### **Descriptions:**  
The **KA5H0165RN** is a high-voltage power switch designed for offline flyback converters. It integrates a high-voltage MOSFET and a PWM controller, reducing external component count. It is commonly used in AC/DC power supplies for consumer electronics, adapters, and auxiliary power supplies.  

### **Features:**  
- Built-in **650V** power MOSFET  
- Low standby power consumption  
- Auto-restart mode for fault protection  
- Frequency jittering for reduced EMI  
- Internal soft-start function  
- Current-mode PWM control  

This IC is designed for compact, efficient, and reliable power supply solutions.  

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Fairchild Power Switch(FPS)# Technical Documentation: KA5H0165RN Off-Line Switching Regulator

## 1. Application Scenarios

### 1.1 Typical Use Cases
The KA5H0165RN is a monolithic integrated circuit designed for  off-line flyback converter  applications. Its primary use cases include:

-  Low-Power AC/DC Adapters  (10-30W range): Commonly employed in power supplies for consumer electronics such as routers, modems, external hard drives, and small monitors.
-  Auxiliary Power Supplies (AUX) : Provides standby or auxiliary power in larger systems like televisions, audio amplifiers, and industrial equipment.
-  Battery Chargers : Used in constant-voltage/constant-current (CV/CC) charging circuits for lead-acid, Li-ion, or NiMH battery packs.
-  LED Driver Circuits : Suitable for non-dimmable or basic dimmable LED lighting applications requiring isolated power conversion.

### 1.2 Industry Applications
-  Consumer Electronics : Power adapters for set-top boxes, gaming consoles, and small appliances.
-  IT & Networking : Switch-mode power supplies (SMPS) for Ethernet switches, PoE injectors, and broadband gateways.
-  Industrial Control : Power modules for sensors, PLCs, and human-machine interfaces (HMIs) requiring robust, isolated power.
-  Lighting Industry : Drivers for LED bulbs, tubes, and low-power luminaires.

### 1.3 Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High Integration : Combines a high-voltage MOSFET (650V, 1.5A), PWM controller, and startup circuit in a TO-220F-4L package, reducing external component count.
-  Wide Input Voltage Range : Operates from 85VAC to 265VAC, suitable for universal mains input.
-  Low Standby Power : Features burst-mode operation under light loads, improving efficiency and meeting energy-saving standards (e.g., ENERGY STAR, EU CoC).
-  Built-in Protections : Includes over-current protection (OCP), over-temperature protection (OTP), and under-voltage lockout (UVLO), enhancing system reliability.
-  Frequency Jittering : Reduces EMI peaks, simplifying filter design and compliance with EMC standards.

 Limitations: 
-  Fixed Switching Frequency : ~67 kHz operation may not be optimal for applications requiring very low noise or specific frequency avoidance.
-  Limited Output Power : Maximum output power is constrained by thermal dissipation and MOSFET ratings; not suitable for high-power (>30W) designs without derating.
-  Non-Synchronous Rectification : Requires external diode for rectification, impacting efficiency compared to synchronous topologies.
-  Minimal Programmability : Basic fixed-parameter design lacks advanced configurability for dynamic response or complex control schemes.

## 2. Design Considerations

### 2.1 Common Design Pitfalls and Solutions
-  Pitfall 1: Transformer Saturation 
  - *Cause*: Incorrect transformer design (insufficient primary inductance, poor core selection) or lack of proper current limiting.
  - *Solution*: Use a gapped ferrite core, calculate primary inductance (\(L_p\)) based on minimum input voltage and maximum duty cycle, and ensure OCP threshold is correctly set via sense resistor (\(R_{SENSE}\)).

-  Pitfall 2: Excessive EMI/RFI 
  - *Cause*: Poor layout, inadequate snubber circuit, or insufficient input filtering.
  - *Solution*: Implement a primary RCD snubber (across transformer primary), use a common-mode choke at input, and follow layout guidelines (Section 2.3). Ensure Y-capacitors are placed correctly for EMI suppression.

-  Pitfall 3: Thermal Runaway 
  - *Cause*: Inadequate heatsinking or poor PCB thermal design