常用電源設計技巧

　　六 選擇好的整流二極管可以簡化AC/DC轉換器中的EMI濾波器電路并降低其成本

　　該電路可以簡化AC/DC轉換器中的EMI濾波器電路并降低其成本。

　　要使AC/DC電源符合EMI標準，就需要使用大量的EMI濾波器器件，例如X電容和Y電容。AC/DC電源的標準輸入電路都包括一個橋式整流器，用于對輸入電壓進行整流（通常為50-60 Hz）。由于這是低頻AC輸入電壓，因此可以使用如1N400X系列二極管等標準二極管，另一個原因是這些二極管的價格是最便宜的。

　　這些濾波器器件用于降低電源產生的EMI，以便符合已發布的EMI限制。然而，由于用來記錄EMI的測量只在150 kHz時才開始，而AC線電壓頻率只有50或60 Hz，因此橋式整流器中使用的標準二極管的反向恢復時間較長，且通常與EMI產生沒有直接關系。

　　然而，過去的輸入濾波電路中有時會包括一些與橋式整流器并聯的電容，用來抑制低頻輸入電壓整流所造成的任何高頻波形。

　　如果在橋式整流器中使用快速恢復二極管，就無需使用這些電容了。當這些二極管之間的電壓開始反向時，它們的恢復速度非常快（參見圖2）。這樣通過降低隨后的高頻關斷急變以及EMI，可以降低AC輸入線中的雜散線路電感激勵。由于2個二極管可以在每半個周期中實現導通，因此4個二極管中只需要2個是快速恢復類型即可。同樣，在每半個周期進行導通的兩個二極管中，只需要其中一個二極管具有快速恢復特性即可。

在AC輸入端使用橋式整流器的SMPS的典型輸入級

輸入電壓和電流波形顯示了反向恢復結束時的二極管急變

　　七 浮動恒流源允許超寬范圍的輸入電壓

　　對Power Integrations的多數產品而言，數據手冊中限制的用于確保正常啟動和起作用的最小漏極電壓為50 V。但是，如果通過外部電源向旁路引腳饋電，則芯片可接收外部供電，且即使在較低的輸入電壓下也可啟動和工作。

功率控制器的浮動恒流源電路

　　上圖所示的啟動電路為浮動恒流源，它為整個輸入電壓范圍內的TinySwitch-III的旁路(BP)引腳提供大約600 μA的恒流。

　　恒流值由R2 和VR1確定：

　　該電路源自基本的單晶體管電流源。該電路采用了一個齊納二極管，為Q2 (NPN)的基極引出端設置參考電壓，并以此對流經電阻R2的固定電壓進行編程，從而設置恒流值。然而，鑒于輸入電源范圍的異常寬廣性，參考齊納二極管的偏置電流在很大范圍內會有所差異。這將導致功率耗散增加及編程的恒流發生偏移。

　　要克服上述難題，需要由其他的電流源（由Q1 (PNP)與R1形成）提供偏置電流。將等同于VBE的恒壓強加于R1，這樣可為整個工作范圍內的參考齊納二極管提供偏置電流補償。

　　晶體管Q2以較低輸入電壓提供恒流，而Q1則以較高的輸入電壓提供恒流。圖2顯示了電流流經Q1和Q2時的模擬結果。輸入電壓達到大約50 VDC時，Q2將提供恒流。輸入電壓達到50 VDC及以上時，經過Q2的電流將減弱，而經過Q1的電流則呈線性增加。輸入電壓達到最大值375 VDC時，則主要由Q1提供恒流。

　　R3用于限制整個電路在輸入電壓最大時的輸入電流。

　　超過輸入電壓時的晶體管電流與總的旁路(BP)引腳電流

　　非線性電流由于齊納二極管VR1的非線性活動而上升。輸入電壓大約為60 VDC時，齊納二極管開始有電壓。

　　八 用軟啟動禁止低成本輸出來遏制電流尖峰

　　為滿足嚴格的待機功耗規范要求，一些多路輸出電源被設計為在待機信號為活動狀態時斷開輸出連接。通常情況下，通過關閉串聯旁路雙極晶體管(BJT)或MOSFET即可實現上述目的。對于低電流輸出，如果在設計電源變壓器時充分考慮到晶體管的額外壓降情況，則BJT可成為MOSFET的合適替代品，且成本更為低廉。

　　圖1所示為簡單的BJT串聯旁路開關，電壓為12 V，輸出電流強度為100 mA，并帶有一超大電容(CLOAD)。晶體管Q1為串聯旁路元件，由Q2根據待機信號的狀態來控制其開關。電阻R1的值是額定的，這樣可確保Q1有足夠的基值電流在最小Beta和最大的輸出電流下以飽和的狀態工作。PI建議額外添加一個電容器(Cnew)，用以調節導通時的瞬態電流。如果不添加Cnew，Q1在導通后即迅速進入電容性負載，并因而產生較大的電流尖峰。為調節該瞬態尖峰，需要增加Q1的容量，這便導致了成本的增加。

　　用作Q1額外“密勒電容”的Cnew可以消除電流尖峰。該額外電容可限制Q1集電極的dv/dt值。dv/dt值越小，流入Cload的充電電流就越少。為Cnew指定電容值，使得Q1的理想輸出dv/dt值與Cnew值相乘等于流入R1的電流。

　　簡單的軟啟動電路可以禁止待機時的電源輸出，同時消除導通時的電流尖峰，因此，可利用小型晶體管(Q1)來保持低成本。