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瑞薩科技公司推出面向大功率產(chǎn)品、具有連續(xù)導(dǎo)通模式交錯(cuò)功能的R2A20114系列功率因數(shù)校正控制IC

2009-03-25
作者:瑞薩科技

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)了小型、高效、低噪聲電源裝置設(shè)計(jì) ?
? 交錯(cuò)功能可以將其輸入紋波電流降至瑞薩科技公司上一代產(chǎn)品的1/4 ?

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???? 2009年2月23日 日本東京訊 — 瑞薩科技公司今天宣布推出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(lái)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)。將于2009年4月開始在日本發(fā)售R2A20114和R2A20104的樣品。

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???? 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(guò)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的出現(xiàn)。它是通過(guò)對(duì)輸入電流波形進(jìn)行整形以便配合輸入電壓波形來(lái)實(shí)現(xiàn)這種改進(jìn)的。近年來(lái),越來(lái)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(guó)際法規(guī)的要求。

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????? R2A20114系列采用下列3種功能(包括交錯(cuò)功能)來(lái)實(shí)現(xiàn)效率更高、噪聲更低的電源裝置設(shè)計(jì)。


????? (1)?通過(guò)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(lái)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(duì)
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。

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????? (2)?通過(guò)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(wú)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。

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????? (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(duì)高功率水平的連續(xù)導(dǎo)通模式的問(wèn)題,新增了一項(xiàng)功能來(lái)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。

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????? 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。

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????? 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(jiǎn)化了系統(tǒng)。

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????? 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(lái)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(lái)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。

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< 產(chǎn)品背景資料 >


????? 在需要大量功率(超過(guò)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(guò)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(lái)滿足日益增加的電流要求,并且需要大型濾波器來(lái)吸收開關(guān)噪聲。對(duì)小型電源裝置的需求刺激了對(duì)效率更高和噪聲更低的PFC控制IC的需求。

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????? 由于各種各樣的原因(包括環(huán)境保護(hù)),近年來(lái)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(duì)于空調(diào)之類的產(chǎn)品而言,越來(lái)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。

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????? 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(jī)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。

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< 產(chǎn)品詳情 >


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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(jiǎn)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(guò)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(guò)電流條件持續(xù)的時(shí)間超過(guò)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(guò)壓保護(hù)電路

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????? 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(lái)檢測(cè)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(wú)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(lái)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(lái)進(jìn)行電流控制。這2個(gè)版本支持多種大功率產(chǎn)品。

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????? 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(jí)AC/DC轉(zhuǎn)換器。

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< 注釋 >


????? 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(guò)對(duì)輸入電流波形進(jìn)行整形以便配合輸入電壓波形來(lái)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(lái)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(duì)商業(yè)電力線也有不良影響。因此,各個(gè)國(guó)家在國(guó)際法規(guī)的基礎(chǔ)上頒布了相關(guān)法律來(lái)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(guó)際保護(hù)組織WWF的商標(biāo)或注冊(cè)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(cè)到升壓線圈零電流之后開關(guān)導(dǎo)通的模式。

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??????*?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)。

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< 典型應(yīng)用 >


???? ??服務(wù)器、數(shù)字家電(如空調(diào))等的電源裝置

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< 日本售價(jià) > *僅供參考

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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)
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 ~ +150°C
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(guò)壓保護(hù)(OVP)電路 · 相位差功能 · 反饋回路開路檢測(cè)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)

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