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不到1s就讓電壓降到人體安全區,這顆IC神了
[發布時間]:2019年9月18日 [來源]:EEFOCUS [點擊率]:3098
【導讀】: 在全球能源緊缺的大背景下,人們對節能減排越來越關注,尤其在購置冰箱、洗衣機、電視等家電產品時,用戶越來越傾向于選擇低能耗品類。除了能耗問題,安全問題也是用戶關心的重要選項。當你給大家電斷電時,如果...

  在全球能源緊缺的大背景下,人們對節能減排越來越關注,尤其在購置冰箱、洗衣機、電視等家電產品時,用戶越來越傾向于選擇低能耗品類。除了能耗問題,安全問題也是用戶關心的重要選項。當你給大家電斷電時,如果不小心碰到了插頭,是不是會感覺手指瞬間一麻?這是因為家電斷電后的瞬時電壓仍然很高,當人體接觸時,也充當了放電載體。
  IEC60335安全標準規定:為防止對用戶造成電氣危害,在AC斷電后一秒之內應將輸入X電容的電壓放電至34 V以下。所謂X和Y電容都是安規電容,區別是X電容接在輸入線兩端用來消除差模干擾,Y電容接在輸入線和地線之間,用來消除共模干擾。隨著X電容的增大,需要放電電阻更小才能快速放電,而電阻的存在必然會產生待機功耗問題,如何盡可能減小放電電阻產生的功耗?PI在近期推出了雙端子CAPZero-3 IC,可以將放電電阻功耗降低到0。

PI資深技術培訓經理閻金光

  PI資深技術培訓經理閻金光向與非網介紹,“CAPZero-3 IC涵蓋100 nF到6 μF的所有電容值,可在AC電壓接通后阻斷流經X電容放電電阻的電流,并在AC斷電后通過這些電阻自動對X電容放電;CAPZero-3 IC可簡化EMI濾波電路的設計,同時允許使用更大容量的X電容,從而可使用小號電感元件,而不會改變功耗。”

CAPZero-3僅在AC電壓斷開情況下為濾波器電容提供放電路徑

  如何將放電電阻的功耗降低到0?
  為了降低待機功耗,電源設計者盡力使用阻值較大的放電電阻,但太大的電阻會造成X電容的放電時間過長,難以滿足標準要求。而無論何種阻值的放電電阻,只要并聯在X電容兩端,在交流上電期間就會產生功耗,從而對整機的待機功耗產生影響。而使用CAPZero-3則可以把放電電阻的功耗降低到0,如何做到的?閻金光的解釋是,“從上圖的電路中可以看出,CAPZero-3在電路中與放電電阻相串聯,其相當于一個智能開關,當電源接通交流電時,開關斷開,沒有電流流經放電電阻,從而沒有功率損耗;而當適配器斷開交流電時,開關則立即接通,由放電電阻對X電容進行放電。因此電源內部X電容的放電電阻功耗可以降低至0,同時此智能開關的加入也不影響電阻執行X電容放電功能。”

  從上圖可以看出,在輸入電壓為230V時,使用CAP300DG,串聯54 k?電阻和6 μF X電容,只需要870ms就可以將電壓降低到34V以下。如果用戶不小心碰到了充電插頭,也不會有觸電的感覺。
  閻金光強調,“CAPZero-3 IC既可以放置在系統輸入保險絲之前,也可以放置在它之后。新器件具有較高的共模抗浪涌能力,因此無需外部接地連接,并且內部集成了1000 V MOSFET,具有較高的差模抗浪涌能力。封裝和PCB板面的爬電距離可以保持在4 mm以上。
  由此可見,CAPZero-3可以降低家電產品的空載及待機功耗,針對不同的X電容容量,甚至有最多高達1 W的功耗節省,此器件是自供電操作,本身消耗的功耗低于4 mW,同時滿足IEC60335和IEC62368標準,其中Nemko和CB認證正在進行當中,預計到2019年11月完成認證。在使用時,CAPZero-3與舊有的CAPZero器件引腳布局相同,與CAPZero/CAPZero-2相兼容,具有1 kV耐壓開關,而且增強了耐受輸入端抗雷擊的能力,極其耐用。
  CAPZero-3適用于所有必須滿足IEC60335標準的家電,包括咖啡機、微波爐等小家電,以及冰箱、空調、洗衣機等大家電,雖然用戶看不到X電容的存在,但其是EMI抑制的必備元器件。Power Integrations產品營銷經理Edward Ong表示:“我們新的CAPZero-3 IC的推出,可讓設計者使用一個元件解決X電容值介于100 nF到6 μF之間的大小家電中的大量應用問題。”

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