在高壓電源設(shè)計(jì)中,一般會(huì)有這樣一個(gè)要求——斷開(kāi)輸入后,輸入(輸出)電壓在要求時(shí)間內(nèi)降到30V以下,一般這個(gè)時(shí)間為1秒,當(dāng)然不一定為1s,不同客戶(hù)會(huì)提出不同的時(shí)間要求。那為什么會(huì)有這個(gè)要求呢?這是為了避免在斷開(kāi)輸入電壓一定時(shí)間后,人員接觸時(shí)被電擊,特別是維修人員拆開(kāi)電源時(shí)容易被內(nèi)部的電容殘留的電量電擊。
電容電量如何釋放?最簡(jiǎn)單也最省成本的方式就是在電容上并聯(lián)一定的電阻,在電源輸入斷開(kāi)后,由電阻進(jìn)行放電,但是如果電容的容量較大,那么這個(gè)方式就不合適了,如2000uF,加在其兩端的電壓為400V,1秒內(nèi)放電到30V,我們需要放電電阻為193Ω。
如果我們真的在電容兩端并聯(lián)阻值為193Ω的電阻,那么它損耗功率為829W,這損耗是非??植赖?,而且這損耗是在電源工作這個(gè)過(guò)程中一直存在的,會(huì)嚴(yán)重拉低電源的效率,并且為了能抗住這么大的功率發(fā)熱量,需要使用特制的大功率電阻和散熱裝置。
對(duì)此,為了在工作過(guò)程避免這個(gè)不必要的損耗,我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)電路,讓放電電阻只在斷開(kāi)輸入時(shí)工作,這就是所謂的“主動(dòng)放電電路”,其思想就是設(shè)計(jì)一個(gè)開(kāi)關(guān),在斷開(kāi)輸入后將此開(kāi)關(guān)閉合。
如果我們按照最簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)思路來(lái)設(shè)計(jì),那么在開(kāi)關(guān)閉合的一瞬間,電阻將承受828W的功率損耗,常規(guī)的電阻很難承受如此大的功率沖擊,容易被燒斷,所以為了能使用常規(guī)電阻,我們?cè)O(shè)計(jì)一款恒功率放電電路,設(shè)計(jì)方法如下:
第一步,先算電容需要釋放的電荷量和1秒內(nèi)最小的恒定電流:
第二步,設(shè)計(jì)一個(gè)恒流源,使用常用的TL431,如下圖所示。由于放電過(guò)程中電容電壓降低,提供給Q1基極的電流減小導(dǎo)致放電電流也減小,所以,我們?cè)O(shè)計(jì)放電電流需大于0.74A,這里我們?cè)O(shè)計(jì)放電電流為1.25A,這樣我們選擇的放電電阻需要扛得住3.125W功率沖擊即可。
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