瑞萨推出面向大功率产品的PFC控制IC
—— 瑞萨推出面向大功率产品、具有连续导通模式交错功能的功率因数校正控制IC
PFC控制IC是计算机服务器和数字家电等产品的电源装置内的一个器件，可以减少AC（交流电）-DC（直流电）转换过程中输入电压与电流波形差异引起的、不必要的功率和谐波*4的出现。它是通过对输入电流波形进行整形以便配合输入电压波形来实现这种改进的。近年来，越来越多地在电源装置中使用PFC控制IC，用以提高能量效率和保证符合谐波相关国际法规的要求。
R2A20114系列采用下列3种功能（包括交错功能）来实现效率更高、噪声更低的电源装置设计。
(1) 通过交错功能将其纹波电流降至瑞萨科技公司上一代产品的1/4
R2A20114系列是瑞萨科技公司推出的第一款连续导通模式PFC控制IC，其利用交错功能来提高效率。在交错操作内，2个升压电路交替运行，以便对输入电流波形进行整形。它将输入纹波电流降至瑞萨科技公司先前采用单升压电路的产品的1/4。
(2) 通过提高轻负载条件下的效率而在所有负载区域内均实现了高转换效率
当它在轻负载下运行且无需高输出功率时，R2A20114系列可以停止其中一个升压电路。这样，就可以提高轻负载下的效率 - 这在以前是很难办到的，并且还可以在几乎所有负载区域内实现高转换效率。
(3) 噪声比瑞萨科技公司先前的产品约低6dB
为了降低开关噪声 - 一个会影响用于应对高功率水平的连续导通模式的问题，新增了一项功能来优化开关频率。这样就在瑞萨科技公司上一代产品的基础上将噪声降低了约6dB，从而普遍降低了电源线路噪声。
除了上述功能以外，R2A20114系列还可以设计出更薄、更小巧的电源装置，因为它的高效率和低噪声使得我们能够使用更小型的元件，如输入滤波器、升压线圈和输入/输出电容器。
R2A20114系列还整合了多种保护电路，包括用于交错操作的保护功能，它提高了电源系统的可靠性，减少了所需元件的数量，从而极大地简化了系统。
R2A20114设计用于跟空调等产品一起使用，并且采用分流电阻器的技术指标来进行电流控制。R2A20104适于计算机服务器等应用，并且采用电流互感器的技术指标来进行电流控制。这两款产品均采用LQFP-40和SOP-20表面贴装封装。
< 产品背景资料 >
在需要大量功率（超过1kW）的数字家电中，计算机服务器和空调等产品的功率需求特别高，并且它们的电源必须具有很高的可靠性。过去，这类产品的电源装置内使用的PFC控制IC通常是连续导通模式单端型的。然而，随着功率水平的提高，有必要提供较大的升压线圈来满足日益增加的电流要求，并且需要大型滤波器来吸收开关噪声。对小型电源装置的需求刺激了对效率更高和噪声更低的PFC控制IC的需求。
由于各种各样的原因（包括环境保护），近年来在节能方面取得了显著进步。计算产业气候拯救行动（CSCI）*5和80 PLUS®*6就是这样的计划，目的是提高计算机服务器和PC等产品的电源的能量效率以及推广这类节能型电源。对于空调之类的产品而言，越来越需要电源能够在最大功率负载期间和恒定负载期间提供更高的转换效率。
为了满足这种需求，瑞萨科技公司将其PFC控制IC的工作模式从单端模式变成了交错模式，从而几乎能够在所有负载区域内实现高功率转换效率。瑞萨科技公司已经开始批量生产面向中等负载区域（1kW或更低）、转换效率比单模产品高的交错临界导通模式*7 PFC控制IC。除此之外，本公司的产品系列还包含能够在轻负载期间提供高效率的PFC控制IC，并且这些产品广泛用于PC和平板电视等产品中。在以往取得的成绩的基础上，瑞萨科技公司开发了新型R2A20114系列连续导通模式交错PFC控制IC，该产品整合了临界导通模式交错PFC控制IC技术，并且能够在所有负载区域内实现高转换效率。
< 产品详情 >
R2A20114系列整合了多种保护电路，用于提高电源系统的可靠性和减少元件的总量，进而达到简化系统的目的。
一种率先在这类产品中实现的功能，如果在交错操作过程中严重扰乱了2个升压电路之间的平衡，它就会输出一个错误信号。
定时器锁存功能，如果过电流条件持续的时间超过了规定的时间，它就会锁定和暂停操作。
如果输入AC电压跌至某个水平以下，它就会中止操作。
双过压保护电路开发了2个版本、电流控制指标不同的产品 - R2A20114和R2A20104，因为计算机服务器和空调用来检测电流控制所需的电流信息的元素是不同的。R2A20114设计用于空调等电流控制模块内无多余空间的产品，并且采用分流电阻器的技术指标（业内首款配有分流电阻器的连续导通模式交错PFC控制IC）来进行电流控制。R2A20104设计用于计算机服务器和PC等明确规定了功率转换效率要求的产品，并且采用低损耗电流互感器的技术指标来进行电流控制。这2个版本支持多种大功率产品。
瑞萨科技公司将继续扩展其面向各种功率带和应用的产品系列，包括面向小型器件的PFC控制IC以及与PFC控制IC一起使用的产品，如第二级AC/DC转换器。
< 注释 >
*1. 功率因数校正（PFC）：在用于将AC（交流电）转化为DC（直流电）的电容器输入型开关电源中，AC输入电压波形是正弦波，而AC输入电流波形为脉冲波形。输入电压和电流波形间的差异导致了不必要的功率及谐波的出现（见注释4）。功率因数校正通过对输入电流波形进行整形以便配合输入电压波形来增加有效功率（功率因数）的比例，进而减少了不必要的功率和谐波的产生。
*2. 连续导通模式：开关导通关断切换时升压线圈中电流连续的模式。
*3. 交错功能： 2个升压电路交替运行。1个升压电路的切换操作之间的空白由另一个升压电路的操作来填补，从而实现了比使用单升压电路更高的效率。并且，还降低了输入和输出电流纹波（纹波电流）。
*4. 谐波：频率为商业电源频率（50Hz和60Hz）的整数倍下的正弦波。谐波电流不仅会影响产生谐波的设备，对商业电力线也有不良影响。因此，各个国家在国际法规的基础上颁布了相关法律来限制谐波电流水平。功率因数校正是一种满足IEC和JIS等标准规定的谐波电流限制的方法。
*5. 计算产业气候拯救行动（CSCI）: Climate Savers®是国际保护组织WWF的商标或注册商标。“计算产业气候拯救行动”网站地址：http://www.climatesaverscomputing.org/
*6. 80 PLUS®：一项旨在提高PC和计算机服务器等产品的电源装置的能量转换效率，以及推动这类电源的认证和采用的计划。为了满足该计划的要求，电源必须能够在20%、50%和100%的负载水平下实现80%或更高的能量转换效率。80 PLUS网站地址：http://www.80plus.org/
*7. 临界导通模式：一种在检测到升压线圈零电流之后开关导通的模式。
*上面提到的其他产品名称、公司名称或品牌均为其各自所有者的财产。
< 典型应用 >
• 服务器、数字家电（如空调）等的电源装置
< 日本售价 > *仅供参考
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产品名称
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封装
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样品价格[含税]（日元）
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R2A20114FP
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LQFP-40
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250
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R2A20114SP
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SOP-20
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200
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R2A20104FP
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LQFP-40
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250
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R2A20104SP
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SOP-20
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200
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项目 R2A20114 系列的技术指标
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项目
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R2A20114 系列的技术指标
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产品名称
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R2A20114
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R2A20104
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电流控制元件
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分流电阻器
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电流互感器
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最高电源电压
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24 V
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工作结温
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−40 to +150℃
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UVLO* 操作起动电压
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10.5 V ± 0.7 V
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UVLO* 操作停止电压
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9.3 V ± 0.5 V
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片上功能
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· 交错控制
· 连续模式控制
· 均流控制
· 开关频率调制功能
· 相位误差信号
· 掉电
· 双过压保护（OVP）电路
· 相位差功能
· 反馈回路开路检测功能等
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封装
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SOP-20/LQFP-40
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SOP-20/LQFP-40
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* UVLO：欠压锁闭（低压输入故障预防功能）
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