SMPS中,電路箝住輸入交流電壓到功率MOSFET工作的安全等級(jí),。
大多數(shù)隔離,、離線的SMPS(開關(guān)型能量供給),包括回掃,、前進(jìn)和共鳴,,必須在有效值90到260V的輸入電壓下工作,。一些情況甚至使用有效值400V±10%的線電壓,,導(dǎo)致器件電壓等級(jí)的提升,,增加了全部設(shè)計(jì)費(fèi)用。使用輸入限制電路,,可以在不損害供電器件的前提下,,增加輸入電壓到有效值440V。
圖1中電路限制或箝住大于有效值260V的輸入交流電壓到功率MOSFET工作的安全等級(jí),。電路使用MOSFET Q1,,如100Hz開關(guān)分流穩(wěn)壓器IC1 TL431CZ,通過分壓的R2和R4設(shè)置箝位高壓等級(jí),。電路使用圖中所示器件值,。箝位輸出電壓為直流360V,輸入電壓為有效值260V,,最大輸入電壓為有效值440V,。經(jīng)測(cè)試電路消耗功率5到10W。
輸入電壓小于有效值260V,,點(diǎn)C小于2.5V,,,IC1閉合,最小關(guān)閉狀態(tài)陰極電流下降,。齊納二極管D2到15V崩塌,,確保Q1的穩(wěn)定狀態(tài)。這個(gè)操作是Q1在輸入電壓小于有效值260V的正常狀態(tài),。從而,,在這些電壓等級(jí),電路作為容性負(fù)載C3下的標(biāo)準(zhǔn)全橋整流器工作,。
有效值
260V或更大的輸入電壓時(shí),,點(diǎn)C大于2.5V,IC1打開,,D2電流換向且降低,。門源電壓Q1降到約2V,Q1關(guān)閉?,F(xiàn)在,,即使D1橋整流二極管處于正向偏壓,也沒有電流流到電荷泵電容C3,。整流輸入交流電壓大于通過C3電壓,,但是Q1關(guān)閉,回路中斷,,沒有電流流過,。從而,,由于沒有合適的放電電流,C3上輸出直流電壓得到限制,。
整流交流輸入電壓開始減少時(shí),,其最終到點(diǎn)C的2.5V極限水平,Q1再次打開,。但由于整流橋二極管反向偏置,,沒有電流流動(dòng);整流輸入交流電壓小于通過C3的電壓。這個(gè)電壓由輸出功率等級(jí)決定的速度減小,。最終,,當(dāng)整流橋二極管變?yōu)榍跋蚱脮r(shí),電壓和整流輸入交流電壓在同一水平,。Q1仍然打開;因此,,放電電流開始流動(dòng)。瞬間跟隨,,通過Q1和D1引導(dǎo),。短放電脈沖補(bǔ)充能量損耗,增加電壓到限制等級(jí),。當(dāng)輸入電壓高于有效值260V時(shí),,Q1再次閉合,重復(fù)整個(gè)過程,。
Q1消耗能量少,。每個(gè)開關(guān)周期,MOSFET只閉合450 µs,,導(dǎo)致此高電壓限制電路高效率,。可以使用它作為帶STMicroelectronics SuperMesh MOSFET STP4NK50Z的MOSFET開關(guān),。其有TO-220封裝,,但也可以使用Dpak封裝節(jié)省空間,因?yàn)镸OSFET不是一個(gè)消耗電壓限制器,。當(dāng)50/60Hz整流二極管前置偏置,,通過Q1的電流中斷,。電流中斷引起漏源電壓,。依照EN 55022 B級(jí),使用峰值和均值檢測(cè),,箝位電路通過管理EMI(電磁干擾)測(cè)試,。1-mH, 0.2A阻塞,L1和L2抑制EMI,。通過D1橋的整流管,,220-nF, 440V交流電容C1為簡(jiǎn)單的緩沖器元件,。