常用电源设计技巧

入级

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

　　七 浮动恒流源允许超宽范围的输入电压

　　对Power Integrations的多数产品而言，数据手册中限制的用于确保正常启动和起作用的最小漏极电压为50 V。但是，如果通过外部电源向旁路引脚馈电，则芯片可接收外部供电，且即使在较低的输入电压下也可启动和工作。

功率控制器的浮动恒流源电路

　　上图所示的启动电路为浮动恒流源，它为整个输入电压范围内的TinySwitch-III的旁路(BP)引脚提供大约600 μA的恒流。

　　恒流值由R2 和VR1确定：

　　该电路源自基本的单晶体管电流源。该电路采用了一个齐纳二极管，为Q2 (NPN)的基极引出端设置参考电压，并以此对流经电阻R2的固定电压进行编程，从而设置恒流值。然而，鉴于输入电源范围的异常宽广性，参考齐纳二极管的偏置电流在很大范围内会有所差异。这将导致功率耗散增加及编程的恒流发生偏移。

　　要克服上述难题，需要由其他的电流源（由Q1 (PNP)与R1形成）提供偏置电流。将等同于VBE的恒压强加于R1，这样可为整个工作范围内的参考齐纳二极管提供偏置电流补偿。

　　晶体管Q2以较低输入电压提供恒流，而Q1则以较高的输入电压提供恒流。图2显示了电流流经Q1和Q2时的模拟结果。输入电压达到大约50 VDC时，Q2将提供恒流。输入电压达到50 VDC及以上时，经过Q2的电流将减弱，而经过Q1的电流则呈线性增加。输入电压达到最大值375 VDC时，则主要由Q1提供恒流。

　　R3用于限制整个电路在输入电压最大时的输入电流。

　　超过输入电压时的晶体管电流与总的旁路(BP)引脚电流

　　非线性电流由于齐纳二极管VR1的非线性活动而上升。输入电压大约为60 VDC时，齐纳二极管开始有电压。

　　八 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1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。

　　简单的软启动电路可以禁止待机时的电源输出，同时消除导通时的电流尖峰，因此，可利用小型晶体管(Q1)来保持低成本。