在电子机器开发上,电源的高功率化益形重要。不只面对电力动力问题的日本,在全世界的电力公司,功率因数校对机器的推行及改进日益重要。在此介绍能兼具功率因数校对与待机高功率的AC/DC电源技能。
首要先针对功率因数与功率因数校对电路(Power factor correction;PFC)做简略的阐明。所谓功率因数,是指有用 电流占总电流的份额。功率因数将沟通电的电压与电流的相位差定为φ,以功率因数=COSφ算出,电压与电流没 有相位差的正弦波时为1。简略地说,单纯的电阻负载因为电压与电流波形不发生相位推迟,功率因数为1。
不过,现代的电子机器大多用的是交换式电源,运用电容来让沟通电压滑润化(称为电容输入型整流滑润)。因运用滑润用电容负载,输入沟通电压仅在比滑润电容电压高的状态下流转,导通角变小、电流波形成为含高频成分的非正弦波电流。
即便耗费相同的功率,电源端因为暂时流过很多的电流(例如功率因数为0.5时,峰值电流与 功率因数1时比较,2倍的电流流过),电力公司须针对含高频成分的非正弦波电流,采纳对策来处理过剩发电及 其关于设备的危害,形成本钱上扬。
世界各国针对特定功率以上的机器施行了高频电流规范,并于各国国内法施行。若要契合此规范的办法之一便是运用功率因数校对电路(PFC),将输入电流波形趋近于正弦波以按捺高频电流。
功率因数校对的办法,首要分为运用电感的被迫型与运用功率元件切换的自动型两种。被迫型的电路组成尽管简略,但无法因应大规模输入电压、亦难以小型化。而自动型可因应大规模输入电压、亦简单小型化。不过,自动式的功率因数校对电路(PFC),会因自身的功耗形成功率下降。特别是在待机状态下特别明显。
功率因数校对电路与高功率的一举两得
ROHM研制了兼具功率因数校对电路及高功率、内建PFC操控功用的AC/DC转化IC(BM1C001F),本产品搭载了能以恣意功率对PFC操控器ON/OFF的功用与PFC输出的新操控方法。透过这些技能,在大幅地下降待机功率的一起,也经过世界规范的Enegy Star6.0规范。此外,透过将功率因数校对电路(PFC)操控器与准谐振电路(QR)操控器积体化,能比以往减少了20%的外接零件量,有助于电源的小型化。
新产品有许多特性:其一,搭载PFC操控器ON/OFF设定功用,改进轻负载时的转化功率及下降待机时的功率耗费。监控次级侧的负载功率,依功率凹凸将PFC操控器ON/OFF,特别在不需要PFC操控的负载规模(75W以下),能提高电源转化功率。
当运用在100W 级的电源时,待机功率以本公司的评价机板可到达AC100V时在85mW以下、AC 230V时190mW以下,契合Energy Star6.0(美国环保署拟定)210mW以下的要求。
藉由ROHM首创的PFC输出新操控方法,在全球各国AC电源皆能到达高功率转化。全球的AC电源输入不同,传统的PFC IC规划输出电压是固定值,升压比大的状况下,例如:AC100V输入时PF输出设为400V的景象等,开关损耗变大,导致功率失落。
本产品透过搭载PFC输出新操控的方法,藉由输出合作AC输入电压的PFC输出电压,按捺了功率因数校对电路(PFC)的功率失落问题。例如:100W级的电源在AC100V输入时的功率,与固定PFC输出比较,估将改进约2%的转化功率。
其二,选用高功率、低杂讯特性优异的准谐振电路。此方法透过软开关机制,能下降EMI搅扰;外接开关MOSFET与电流检测电阻,提高了电源规划的自由度。此外,还内建了BURST功用,轻负载高功率。其三,使用将功率因数校对电路(PFC)操控器与准谐振电路(QR)的积体化,大幅减少所需外接零件数,与各自独立的状况比较,成功地减少约20%。
优异的电源产品研制与充分的支撑体系
组成电源电路时,仅凭优秀的IC并不意味著就能建构杰出的电源。想要建构最佳的电源电路,除了IC的选定之外,电容、线圈与变压器卷线规划等被迫零件的选择、PCB作业底片等方面的许多规划技能也是有必要的。因而,与选定IC相同,挑选可以支撑此使用规划的厂商也变得重要。
ROHM不只研制、出售IC,也供给了支撑客户的规划所建立的专业团队。合作顾客的要求规范(输出电压、输出电流等)供给最佳的电源计划,包括AC/DC转化器、DC/DC转化器、还有MOSFET、二极管、电阻等离散元件以及完好的电路规划的支撑服务。