瑞薩推出面向大功率產(chǎn)品的PFC控制IC

　　記者獲悉，瑞薩科技公司2月23日宣布推出R2A20114系列功率因數(shù)校正*1控制IC（PFC控制IC），它利用連續(xù)導(dǎo)通模式*2交錯(cuò)功能*3來為計(jì)算機(jī)服務(wù)器和空調(diào)等大功率產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)小型、高效、低噪聲電源裝置設(shè)計(jì)。2009年4月瑞薩將在日本發(fā)售R2A20114和R2A20104的樣品。
　　PFC控制IC是計(jì)算機(jī)服務(wù)器和數(shù)字家電等產(chǎn)品的電源裝置內(nèi)的一個(gè)器件，可以減少AC（交流電）-DC（直流電）轉(zhuǎn)換過程中輸入電壓與電流波形差異引起的、不必要的功率和諧波*4的出現(xiàn)。它是通過對輸入電流波形進(jìn)行整形以便配合輸入電壓波形來實(shí)現(xiàn)這種改進(jìn)的。近年來，越來越多地在電源裝置中使用PFC控制IC，用以提高能量效率和保證符合諧波相關(guān)國際法規(guī)的要求。
　　R2A20114系列采用下列3種功能（包括交錯(cuò)功能）來實(shí)現(xiàn)效率更高、噪聲更低的電源裝置設(shè)計(jì)。
(1) 通過交錯(cuò)功能將其紋波電流降至瑞薩科技公司上一代產(chǎn)品的1/4
R2A20114系列是瑞薩科技公司推出的第一款連續(xù)導(dǎo)通模式PFC控制IC，其利用交錯(cuò)功能來提高效率。在交錯(cuò)操作內(nèi)，2個(gè)升壓電路交替運(yùn)行，以便對輸入電流波形進(jìn)行整形。它將輸入紋波電流降至瑞薩科技公司先前采用單升壓電路的產(chǎn)品的1/4。
(2) 通過提高輕負(fù)載條件下的效率而在所有負(fù)載區(qū)域內(nèi)均實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)換效率
當(dāng)它在輕負(fù)載下運(yùn)行且無需高輸出功率時(shí)，R2A20114系列可以停止其中一個(gè)升壓電路。這樣，就可以提高輕負(fù)載下的效率 - 這在以前是很難辦到的，并且還可以在幾乎所有負(fù)載區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率。
(3) 噪聲比瑞薩科技公司先前的產(chǎn)品約低6dB
為了降低開關(guān)噪聲 - 一個(gè)會(huì)影響用于應(yīng)對高功率水平的連續(xù)導(dǎo)通模式的問題，新增了一項(xiàng)功能來優(yōu)化開關(guān)頻率。這樣就在瑞薩科技公司上一代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上將噪聲降低了約6dB，從而普遍降低了電源線路噪聲。
　　除了上述功能以外，R2A20114系列還可以設(shè)計(jì)出更薄、更小巧的電源裝置，因?yàn)樗母咝屎偷驮肼暿沟梦覀兡軌蚴褂酶⌒偷脑?，如輸入濾波器、升壓線圈和輸入/輸出電容器。
R2A20114系列還整合了多種保護(hù)電路，包括用于交錯(cuò)操作的保護(hù)功能，它提高了電源系統(tǒng)的可靠性，減少了所需元件的數(shù)量，從而極大地簡化了系統(tǒng)。
R2A20114設(shè)計(jì)用于跟空調(diào)等產(chǎn)品一起使用，并且采用分流電阻器的技術(shù)指標(biāo)來進(jìn)行電流控制。R2A20104適于計(jì)算機(jī)服務(wù)器等應(yīng)用，并且采用電流互感器的技術(shù)指標(biāo)來進(jìn)行電流控制。這兩款產(chǎn)品均采用LQFP-40和SOP-20表面貼裝封裝。

< 產(chǎn)品背景資料 >
　　在需要大量功率（超過1kW）的數(shù)字家電中，計(jì)算機(jī)服務(wù)器和空調(diào)等產(chǎn)品的功率需求特別高，并且它們的電源必須具有很高的可靠性。過去，這類產(chǎn)品的電源裝置內(nèi)使用的PFC控制IC通常是連續(xù)導(dǎo)通模式單端型的。然而，隨著功率水平的提高，有必要提供較大的升壓線圈來滿足日益增加的電流要求，并且需要大型濾波器來吸收開關(guān)噪聲。對小型電源裝置的需求刺激了對效率更高和噪聲更低的PFC控制IC的需求。
　　由于各種各樣的原因（包括環(huán)境保護(hù)），近年來在節(jié)能方面取得了顯著進(jìn)步。計(jì)算產(chǎn)業(yè)氣候拯救行動(dòng)（CSCI）*5和80 PLUS®*6就是這樣的計(jì)劃，目的是提高計(jì)算機(jī)服務(wù)器和PC等產(chǎn)品的電源的能量效率以及推廣這類節(jié)能型電源。對于空調(diào)之類的產(chǎn)品而言，越來越需要電源能夠在最大功率負(fù)載期間和恒定負(fù)載期間提供更高的轉(zhuǎn)換效率。
　　為了滿足這種需求，瑞薩科技公司將其PFC控制IC的工作模式從單端模式變成了交錯(cuò)模式，從而幾乎能夠在所有負(fù)載區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)高功率轉(zhuǎn)換效率。瑞薩科技公司已經(jīng)開始批量生產(chǎn)面向中等負(fù)載區(qū)域（1kW或更低）、轉(zhuǎn)換效率比單模產(chǎn)品高的交錯(cuò)臨界導(dǎo)通模式*7 PFC控制IC。除此之外，本公司的產(chǎn)品系列還包含能夠在輕負(fù)載期間提供高效率的PFC控制IC，并且這些產(chǎn)品廣泛用于PC和平板電視等產(chǎn)品中。在以往取得的成績的基礎(chǔ)上，瑞薩科技公司開發(fā)了新型R2A20114系列連續(xù)導(dǎo)通模式交錯(cuò)PFC控制IC，該產(chǎn)品整合了臨界導(dǎo)通模式交錯(cuò)PFC控制IC技術(shù)，并且能夠在所有負(fù)載區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率。

< 產(chǎn)品詳情 >
　　R2A20114系列整合了多種保護(hù)電路，用于提高電源系統(tǒng)的可靠性和減少元件的總量，進(jìn)而達(dá)到簡化系統(tǒng)的目的。
　　一種率先在這類產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)的功能，如果在交錯(cuò)操作過程中嚴(yán)重?cái)_亂了2個(gè)升壓電路之間的平衡，它就會(huì)輸出一個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)。
　　定時(shí)器鎖存功能，如果過電流條件持續(xù)的時(shí)間超過了規(guī)定的時(shí)間，它就會(huì)鎖定和暫停操作。
如果輸入AC電壓跌至某個(gè)水平以下，它就會(huì)中止操作。
　　雙過壓保護(hù)電路開發(fā)了2個(gè)版本、電流控制指標(biāo)不同的產(chǎn)品 - R2A20114和R2A20104，因?yàn)橛?jì)算機(jī)服務(wù)器和空調(diào)用來檢測電流控制所需的電流信息的元素是不同的。R2A20114設(shè)計(jì)用于空調(diào)等電流控制模塊內(nèi)無多余空間的產(chǎn)品，并且采用分流電阻器的技術(shù)指標(biāo)（業(yè)內(nèi)首款配有分流電阻器的連續(xù)導(dǎo)通模式交錯(cuò)PFC控制IC）來進(jìn)行電流控制。R2A20104設(shè)計(jì)用于計(jì)算機(jī)服務(wù)器和PC等明確規(guī)定了功率轉(zhuǎn)換效率要求的產(chǎn)品，并且采用低損耗電流互感器的技術(shù)指標(biāo)來進(jìn)行電流控制。這2個(gè)版本支持多種大功率產(chǎn)品。
　　瑞薩科技公司將繼續(xù)擴(kuò)展其面向各種功率帶和應(yīng)用的產(chǎn)品系列，包括面向小型器件的PFC控制IC以及與PFC控制IC一起使用的產(chǎn)品，如第二級AC/DC轉(zhuǎn)換器。

< 注釋 >
*1. 功率因數(shù)校正（PFC）：在用于將AC（交流電）轉(zhuǎn)化為DC（直流電）的電容器輸入型開關(guān)電源中，AC輸入電壓波形是正弦波，而AC輸入電流波形為脈沖波形。輸入電壓和電流波形間的差異導(dǎo)致了不必要的功率及諧波的出現(xiàn)（見注釋4）。功率因數(shù)校正通過對輸入電流波形進(jìn)行整形以便配合輸入電壓波形來增加有效功率（功率因數(shù)）的比例，進(jìn)而減少了不必要的功率和諧波的產(chǎn)生。
*2. 連續(xù)導(dǎo)通模式：開關(guān)導(dǎo)通關(guān)斷切換時(shí)升壓線圈中電流連續(xù)的模式。
*3. 交錯(cuò)功能： 2個(gè)升壓電路交替運(yùn)行。1個(gè)升壓電路的切換操作之間的空白由另一個(gè)升壓電路的操作來填補(bǔ)，從而實(shí)現(xiàn)了比使用單升壓電路更高的效率。并且，還降低了輸入和輸出電流紋波（紋波電流）。
*4. 諧波：頻率為商業(yè)電源頻率（50Hz和60Hz）的整數(shù)倍下的正弦波。諧波電流不僅會(huì)影響產(chǎn)生諧波的設(shè)備，對商業(yè)電力線也有不良影響。因此，各個(gè)國家在國際法規(guī)的基礎(chǔ)上頒布了相關(guān)法律來限制諧波電流水平。功率因數(shù)校正是一種滿足IEC和JIS等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的諧波電流限制的方法。
*5. 計(jì)算產(chǎn)業(yè)氣候拯救行動(dòng)（CSCI）: Climate Savers®是國際保護(hù)組織WWF的商標(biāo)或注冊商標(biāo)。“計(jì)算產(chǎn)業(yè)氣候拯救行動(dòng)”網(wǎng)站地址：http://www.climatesaverscomputing.org/
*6. 80 PLUS®：一項(xiàng)旨在提高PC和計(jì)算機(jī)服務(wù)器等產(chǎn)品的電源裝置的能量轉(zhuǎn)換效率，以及推動(dòng)這類電源的認(rèn)證和采用的計(jì)劃。為了滿足該計(jì)劃的要求，電源必須能夠在20%、50%和100%的負(fù)載水平下實(shí)現(xiàn)80%或更高的能量轉(zhuǎn)換效率。80 PLUS網(wǎng)站地址：http://www.80plus.org/
*7. 臨界導(dǎo)通模式：一種在檢測到升壓線圈零電流之后開關(guān)導(dǎo)通的模式。
*上面提到的其他產(chǎn)品名稱、公司名稱或品牌均為其各自所有者的財(cái)產(chǎn)。
< 典型應(yīng)用 >
• 服務(wù)器、數(shù)字家電（如空調(diào)）等的電源裝置

< 日本售價(jià) > *僅供參考

產(chǎn)品名稱	封裝	樣品價(jià)格[含稅]（日元）
R2A20114FP	LQFP-40	250
R2A20114SP	SOP-20	200
R2A20104FP	LQFP-40	250
R2A20104SP	SOP-20	200

< 技術(shù)指標(biāo) >
項(xiàng)目 R2A20114 系列的技術(shù)指標(biāo)

項(xiàng)目	R2A20114 系列的技術(shù)指標(biāo)
產(chǎn)品名稱	R2A20114	R2A20104
電流控制元件	分流電阻器	電流互感器
最高電源電壓	24 V
工作結(jié)溫	−40 to +150℃
UVLO* 操作起動(dòng)電壓	10.5 V ± 0.7 V
UVLO* 操作停止電壓	9.3 V ± 0.5 V
片上功能	·              交錯(cuò)控制 ·              連續(xù)模式控制 ·              均流控制 ·              開關(guān)頻率調(diào)制功能 ·              相位誤差信號(hào) ·              掉電 ·              雙過壓保護(hù)（OVP）電路 ·              相位差功能 ·              反饋回路開路檢測功能等
封裝	SOP-20/LQFP-40	SOP-20/LQFP-40

* UVLO：欠壓鎖閉（低壓輸入故障預(yù)防功能）