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不到1s就让电压降到人体安全区,这颗IC神了
[发布时间]:2019年9月18日 [来源]:EEFOCUS [点击率]:3686
【导读】: 在全球能源紧缺的大背景下,人们对节能减排越来越关注,尤其在购置冰箱、洗衣机、电视等家电产品时,用户越来越倾向于选择低能耗品类。除了能耗问题,安全问题也是用户关心的重要选项。当你给大家电断电时,如果...

  在全球能源紧缺的大背景下,人们对节能减排越来越关注,尤其在购置冰箱、洗衣机、电视等家电产品时,用户越来越倾向于选择低能耗品类。除了能耗问题,安全问题也是用户关心的重要选项。当你给大家电断电时,如果不小心碰到了插头,是不是会感觉手指瞬间一麻?这是因为家电断电后的瞬时电压仍然很高,当人体接触时,也充当了放电载体。
  IEC60335安全标准规定:为防止对用户造成电气危害,在AC断电后一秒之内应将输入X电容的电压放电至34 V以下。所谓X和Y电容都是安规电容,区别是X电容接在输入线两端用来消除差模干扰,Y电容接在输入线和地线之间,用来消除共模干扰。随着X电容的增大,需要放电电阻更小才能快速放电,而电阻的存在必然会产生待机功耗问题,如何尽可能减小放电电阻产生的功耗?PI在近期推出了双端子CAPZero-3 IC,可以将放电电阻功耗降低到0。

PI资深技术培训经理阎金光

  PI资深技术培训经理阎金光向与非网介绍,“CAPZero-3 IC涵盖100 nF到6 µF的所有电容值,可在AC电压接通后阻断流经X电容放电电阻的电流,并在AC断电后通过这些电阻自动对X电容放电;CAPZero-3 IC可简化EMI滤波电路的设计,同时允许使用更大容量的X电容,从而可使用小号电感元件,而不会改变功耗。”

CAPZero-3仅在AC电压断开情况下为滤波器电容提供放电路径

  如何将放电电阻的功耗降低到0?
  为了降低待机功耗,电源设计者尽力使用阻值较大的放电电阻,但太大的电阻会造成X电容的放电时间过长,难以满足标准要求。而无论何种阻值的放电电阻,只要并联在X电容两端,在交流上电期间就会产生功耗,从而对整机的待机功耗产生影响。而使用CAPZero-3则可以把放电电阻的功耗降低到0,如何做到的?阎金光的解释是,“从上图的电路中可以看出,CAPZero-3在电路中与放电电阻相串联,其相当于一个智能开关,当电源接通交流电时,开关断开,没有电流流经放电电阻,从而没有功率损耗;而当适配器断开交流电时,开关则立即接通,由放电电阻对X电容进行放电。因此电源内部X电容的放电电阻功耗可以降低至0,同时此智能开关的加入也不影响电阻执行X电容放电功能。”

  从上图可以看出,在输入电压为230V时,使用CAP300DG,串联54 k?电阻和6 µF X电容,只需要870ms就可以将电压降低到34V以下。如果用户不小心碰到了充电插头,也不会有触电的感觉。
  阎金光强调,“CAPZero-3 IC既可以放置在系统输入保险丝之前,也可以放置在它之后。新器件具有较高的共模抗浪涌能力,因此无需外部接地连接,并且内部集成了1000 V MOSFET,具有较高的差模抗浪涌能力。封装和PCB板面的爬电距离可以保持在4 mm以上。
  由此可见,CAPZero-3可以降低家电产品的空载及待机功耗,针对不同的X电容容量,甚至有最多高达1 W的功耗节省,此器件是自供电操作,本身消耗的功耗低于4 mW,同时满足IEC60335和IEC62368标准,其中Nemko和CB认证正在进行当中,预计到2019年11月完成认证。在使用时,CAPZero-3与旧有的CAPZero器件引脚布局相同,与CAPZero/CAPZero-2相兼容,具有1 kV耐压开关,而且增强了耐受输入端抗雷击的能力,极其耐用。
  CAPZero-3适用于所有必须满足IEC60335标准的家电,包括咖啡机、微波炉等小家电,以及冰箱、空调、洗衣机等大家电,虽然用户看不到X电容的存在,但其是EMI抑制的必备元器件。Power Integrations产品营销经理Edward Ong表示:“我们新的CAPZero-3 IC的推出,可让设计者使用一个元件解决X电容值介于100 nF到6 µF之间的大小家电中的大量应用问题。”

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