临界导通模式交错功率因数校正控制IC

2008-04-29 15:07:49来源: 电子工程世界

  近日,瑞萨科技宣布,推出R2A20116临界导通模式交错功率因数校正PFC)控制IC。它具有改善所有负载区域高功率转换效率的特点,可用于PC、服务器、数字家电等的PFC电源单元。样品将于今年6月在日本交付。

  使用R2A20116有助于减少外部元件数,可以实现一个小型、低噪声、高效率的电源单元。

  <产品背景>

  一个设备的电源单元将商业电源的AC(交流电)转换成DC(直流电)。通常,开关电源采用的是电容输入型整流电路,交流输入波形中的电流是脉冲的,而电压则是一个正弦波形,电压波形和电流波形的差异会造成不必要的功耗(电压和电流的乘积),并发生较高的谐波。

  功率因数是衡量有效功率比的参数,该参数变小意味着增加了不必要的功耗和谐波电流。这种谐波电流不仅影响器件本身,而且还会对商业电力线产生不利的影响,许多国家都根据国际标准制定了谐波电流的相关规定。为了符合这些规定,数字消费类产品的开关电源通常都集成了一个PFC控制IC,它可以修整交流输入的电流波形,使之与电压波形类似,从而提高功率因素

  而且,近几年社会及大众对节约能源与保护环境提出了更高的要求,这其中包括旨在促进PC和服务器具备更高能效并采用高效电源的“80 PLUS®”计划,对PFC控制IC的需求应运而生。高质量的PFC控制IC可以在所有负载区域实现高功率转换效率,对将来需要满足的更高效率的要求和规定至关重要。

  瑞萨以前的临界导通模式交错操作功率因数校正控制IC,可以实现高功率转换效率,已经广泛应用于平板电视(FPD-TV)等设备。现在,瑞萨新发布的R2A20116 PFC控制IC集成了在PC、服务器等轻负载条件下有效改善效率的功能。R2A20116将促进电源单元和产品的开发,不仅能够满足“80 PLUS”标准,而且还可以适应未来更高效率的需求。

  <产品特点>

  (1) 通过使用临界导通模式和交错操作,有助于实现高效率、低噪声的电源单元。
通常,PFC控制IC通过驱动交流整流电路中的多个外置开关MOSFET和控制整流电路电流来修整交流输入电流波形。

  R2A20116采用交错操作,因此这些MOSFET可以由两个高度精度的信号(主从)进行控制,并集成了瑞萨开发的原有主从节点控制电路。与由一个信号驱动多个MOSFET的单模式方法相比,这种设计将有助于抑制75%以上的输出纹波电流(波动的电流)。

  采用临界导通模式可以降低升压二极管损耗和抑制电力线噪声,而且有助于减少元器件空间占用,包括电源输入滤波器、升压线圈和输入/输出电容器。

  (2) 改善轻负载条件下的转换率,所有负载区域上都可以实现高转换效率。
R2A20116具备停止从节点边MOSFET驱动信号的功能和在轻负载条件下调节输出电压的功能。这些功能有效实现了以前在轻负载条件下难以完成的效率改善任务,可以在所有负载区域中实现高转换效率。

  (3) 各种片上保护功能有助于实现高度可靠的电源系统。
R2A20116集成了各种保护电路,包括输入交流电压下降时的停止操作功能和两个过压保护电路。这些功能改良了电源系统的可靠性,而且有助于简化电源单元。

  R2A20116采用SOP-20表面贴装封装或DILP-20插入类型封装供货。

  瑞萨将继续开发一系列适用于各种功率范围和应用的产品,包括用于大功率器件的千瓦级产品。

  <典型应用>
 

·PC、服务器、数字家电等的电源单元。

  <图片>

  <注释>

  1.临界导通模式:一种采用外部MOSFET在零升压线圈电流检测后进行开关的模式。
  
  2.交错:一种利用多个开关元件(FET)进行交替操作的方法。通常使用一个控制信号进行单切换执行,交错则可以为切换操作之间采用独立互补开关线提供必要的条件。

  3.功率因数校正(PFC):采用电容输入型的开关电源,其电流波形不是正弦波形,而是一个脉冲形式。功率因数校正通过将输入电流修整成为与输入电压同样类型的波形来降低无效的功耗和减弱谐波。

  功率因数校正是由国际电工委员会(IEC)、日本国家标准(JIS)等制定的减弱较高谐波的一种方法(一个正弦波为50 Hz或60 Hz商业电源的整倍数)。

  4.80 PLUS®:一个旨在提高PC、服务器等电源单元能量转换效率的计划,有助于促进这类电源的认证和采用。80 PLUS要求,对于20%、50%和100%的负载,能量转换效率必须在80%以上。

关键字:噪声  功率  交错  模式  PFC  脉冲  波形  输入  交流

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/newproducts/power/200804/article_17930.html
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