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利用软齐纳钳位电路实现节能

2022-08-09 02:07:20

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  有几款解决方案可以补救这种无负载过压状态。最简单的方法是以电阻的形式给未稳压输出添加一个预负载。这样会使输出具有负载,让其足够消耗漏能量,并将输出电压降至一个可以接受的电平。不幸的是,这种负载会始终出现,从而带来一般被认为是不可接受的效率损失。

  第二种选项是只给未稳压输出添加一个齐纳二极管。在包括典型的 5% 或 10% 组件容限以后,二极管电压额定值的设定必须高于额定输出电压。这就意味着,在输出电压升至足够高以前,该二极管将不会导电或消耗功率。尽管这看来起好像是一种理想的解决方案,但仍然存在一些潜在问题。一旦齐纳二极管导电,其阻抗便极大下降,对电流的电阻作用变得几乎没有。进入二极管的电流以及其内消耗的功率,均由寄生电路组件决定,因此难以控制。高功耗转换器可能会吸取大电流,从而会容易毁坏齐纳二极管。因此,添加一个小型齐纳二极管要冒风险,并且很难计算功耗。

  另一种选择是使用一个缓冲器来消耗漏能量。相比使用一个预负载电阻,这样做一般会消耗更多的功率,并且不能始终提供稳定的输出无负载降压。

  软钳位电路由一个与齐纳二极管串联的电阻器组成,是一款很好的折中方案。它可以将未稳压输出电压控制在一定水平,其低于未钳制输出电压但高于单独使用齐纳二极管的电压水平。要确定电阻的值,需要利用足够的电流让输出负载,以将高输出电压降至理想安全水平。图 1 显示了一个理想无负载输出电压为 7.4V 的例子。该电压减去齐纳二极管的额定电压,所得结果再除以预负载电流,可得到串联电阻器的值。这种电路的好处是其并不消耗运行中常见的负载功率。在一些极端交叉负载状态下,这种电路将“逸出”输出电压钳制到一个更具可预测性的水平。

  

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  图 1 电阻齐纳二极管为无负载输出电压提供软钳位控制