ZHCSJY8F June 2019 – August 2026 UCC256402 , UCC256403 , UCC256404
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二极管桥式整流器交流侧 EMC 滤波器中使用的 X 电容器必须能够通过一种方法在特定时间内放电至合理的电压。这是为了确认在从交流电源中物理移除交流插头后,电压不会无限期地保持在交流插头的引脚上。
通常,放电电阻器与 X 电容器并联来提供该放电路径,但只要电源连接到交流电源,这些电阻器就会产生固定的驻留功率损耗,这对于实现极低的待机功耗可能非常重要。
对于每个 100nF 的电容,并联一个 10MΩ 的最大泄放电阻器。对于典型电容为 330nF 的 60W 至 100W 典型电源,这需要 3mΩ 的放电电阻。在标称高压线路 230V 下,这些电阻器的长期功率损耗为 17.63mW。因此,有必要找到使用开关放电路径对 X 电容器进行放电的替代方法,以避免静态驻留损耗。
X 电容器放电有多种标准。IEC60950 和 IEC60065 要求放电时间常数小于 1s。IEC62368 要求在交流拔出 2 秒后,X 电容器上的剩余电压低于 60V(对于 300nF 或更大电容)。对于具有 X 电容器放电的器件型号,UCC25640x 使用有源放电方案支持高达 5μF X 电容的快速放电。
为了满足标准的要求,必须检测到交流断开事件。UCC25640x 通过 HV 引脚监测交流过零,由此检测交流断开。当存在交流时,一个线路周期内有两个交流过零。当交流电源断开连接时,一段时间内没有过零。图 7-13 所示为整流后的交流波形。在该图中,在上半个交流周期的峰值时,交流断开。实际上,它可以在开关周期内的任何位置断开。
图 7-13 交流断开波形为了可靠地检测过零并节省功耗,每 700ms 会产生一次阶梯测试电流。当最高测试电流设置下连续缺失 4 个过零,则会确认交流断开并启用 IXCapDischarge 电流源。下面的波形显示了阶梯电流波形:
图 7-14 X 电容器放电的阶梯测试电流测试电流是实现可靠交流过零检测所必需的。简而言之,这是因为交流桥式整流器二极管中的泄漏电流会影响极轻负载下的过零检测。HV 引脚上增加的测试电流会克服漏电流,并确保在 HV 引脚上检测到交流过零。如果在任何测试电流阶段检测到一次过零,则意味着交流未断开连接。测试电流立即关闭,系统进入 700ms 无测试电流阶段。
图 7-15 不同的阶梯电流波形图 7-15 显示了不同的阶梯电流波形。最后一个波形显示检测到交流断开并且启用了 X 电容器放电电流。X 电容器放电电流启用时间为 350ms。交流过零功能在所有运行模式下都可用并且始终可用。图 7-16 展示了交流过零检测和 X 电容器放电的流程图。过零测试在 HV 启动完成 12ms 后开始。放电电流 IXCapDischarge 是通过开启 JFET 并且启用从 JFET 源到 GND 的电流源来产生的。在故障重启过程中,HV 启动的优先级更高,因此 JFET 连接到 VCC。无论检测空闲计时器是否到期,都会在 HV 启动完成 12ms 后发出过零测试电流。
在某些器件型号中,X 电容器放电功能被禁用。