VR|六个电源设计经验(建议收藏)( 三 )


5、选择好的整流二极管可以简化AC/DC转换器中的EMI滤波器电路并降低其成本

该电路可以简化AC/DC转换器中的EMI滤波器电路并降低其成本 。
要使AC/DC电源符合EMI标准 , 就需要使用大量的EMI滤波器器件 , 例如X电容和Y电容 。 AC/DC电源的标准输入电路都包括一个桥式整流器 , 用于对输入电压进行整流(通常为50-60 Hz) 。 由于这是低频AC输入电压 , 因此可以使用如1N400X系列二极管等标准二极管 , 另一个原因是这些二极管的价格是最便宜的 。
这些滤波器器件用于降低电源产生的EMI , 以便符合已发布的EMI限制 。 然而 , 由于用来记录EMI的测量只在150 kHz时才开始 , 而AC线电压频率只有50或60 Hz , 因此桥式整流器中使用的标准二极管(参见图1)的反向恢复时间较长 , 且通常与EMI产生没有直接关系 。
然而 , 过去的输入滤波电路中有时会包括一些与桥式整流器并联的电容 , 用来抑制低频输入电压整流所造成的任何高频波形 。
如果在桥式整流器中使用快速恢复二极管 , 就无需使用这些电容了 。 当这些二极管之间的电压开始反向时 , 它们的恢复速度非常快(参见图2) 。 这样通过降低随后的高频关断急变以及EMI , 可以降低AC输入线中的杂散线路电感激励 。 由于2个二极管可以在每半个周期中实现导通 , 因此4个二极管中只需要2个是快速恢复类型即可 。 同样 , 在每半个周期进行导通的两个二极管中 , 只需要其中一个二极管具有快速恢复特性即可 。


图7:输入电压和电流波形显示了反向恢复结束时的二极管急变 。
6、用软启动禁止低成本输出来遏制电流尖峰

为满足严格的待机功耗规范要求 , 一些多路输出电源被设计为在待机信号为活动状态时断开输出连接 。
通常情况下 , 通过关闭串联旁路双极晶体管(BJT)或MOSFET即可实现上述目的 。 对于低电流输出 , 如果在设计电源变压器时充分考虑到晶体管的额外压降情况 , 则BJT可成为MOSFET的合适替代品 , 且成本更为低廉 。
图十所示为简单的BJT串联旁路开关 , 电压为12 V , 输出电流强度为100 mA , 并带有一超大电容(CLOAD) 。 晶体管Q1为串联旁路元件 , 由Q2根据待机信号的状态来控制其开关 。 电阻R1的值是额定的 , 这样可确保Q1有足够的基值电流在最小Beta和最大的输出电流下以饱和的状态工作 。 PI建议额外添加一个电容器(Cnew) , 用以调节导通时的瞬态电流 。 如果不添加Cnew , Q1在导通后即迅速进入电容性负载 , 并因而产生较大的电流尖峰 。 为调节该瞬态尖峰 , 需要增加Q1的容量 , 这便导致了成本的增加 。
用作Q1额外“密勒电容”的Cnew可以消除电流尖峰 。 该额外电容可限制Q1集电极的dv/dt值 。 dv/dt值越小 , 流入Cload的充电电流就越少 。 为Cnew指定电容值 , 使得Q1的理想输出dv/dt值与Cnew值相乘等于流入R1的电流 。

 式2