超低功耗開關(guān)電源設(shè)計(jì)

首先會(huì)想到的元件是輸入濾波器。該元件始終與市電電源直接相連，因此這里的任何電流消耗都必須消除。電阻R1和R2也比較突出，因?yàn)樗鼈冎苯涌缃釉谳斎雰啥?，且與X電容C1并聯(lián)。如果電源已斷電，斷開瞬間的市電電壓會(huì)保留為電容中的直流電荷，因此存在于電源插頭引腳。由于存在潛在的電擊風(fēng)險(xiǎn)，安規(guī)機(jī)構(gòu)規(guī)定電容值高于100nF的電容的自動(dòng)放電時(shí)間常數(shù)必須小于1秒。電阻R1和R2的作用就是對(duì)電容C1進(jìn)行放電。這兩個(gè)電阻通常以串聯(lián)方式連接，以便達(dá)到安規(guī)機(jī)構(gòu)的單點(diǎn)故障測(cè)試要求。

從功率預(yù)算的角度來(lái)看，這些電阻的存在是極不適宜的，因?yàn)闊o(wú)論電源是否工作，它們都會(huì)持續(xù)消耗功率。在所示的應(yīng)用中，輸入濾波器使用100nF的電容C1設(shè)計(jì)而成，因此不需要使用這些電阻。但增大電容容量有很大的益處：可以相應(yīng)減小扼流圈L1，從而節(jié)省尺寸、重量和成本。但對(duì)于1μF的電容來(lái)說(shuō)，R1和R2的總值將必須達(dá)到1M?的最大值。在230VAC輸入下，電阻將連續(xù)消耗53mW的功率。

消除電流消耗

要想實(shí)現(xiàn)待機(jī)電流接近零的目標(biāo)，就必須找到能消除R1和R2連續(xù)電流消耗的解決方案。Power Integrations新推出的CAPZero IC可以輕松實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。圖2所示為CAPZero在典型應(yīng)用中的使用情況。

圖2：CAPZero的典型應(yīng)用。

每款CAPZero器件均采用集成AC損耗檢測(cè)器和背靠背MOSFET的SO-8封裝。當(dāng)存在AC輸入電壓時(shí)，CAPZero保持關(guān)閉狀態(tài)，阻擋電流進(jìn)入放電通路，消除功率損耗。AC電壓消失后，CAPZero開啟，接通電阻，允許輸入濾波電容放電。CAPZero通過(guò)AC線路自行供電，在230 VAC輸入時(shí)功耗低于5 mW。

CAPZero有兩種電壓等級(jí)(825V和1kV)和八個(gè)電流額定值(從0.25mA到2.5mA)。在直接跨接市電電源的情況下，CAPZero的高壓浪涌抵抗能力顯得至關(guān)重要。在大部分消費(fèi)類產(chǎn)品應(yīng)用中，825V CAPZero器件可以與金屬氧化物壓敏電阻(MOV)一起使用。對(duì)于浪涌要求高達(dá)3kV的應(yīng)用，可以將1kV CAPZero器件與MOV配合使用。