恒功率放電電路設(shè)計(jì)方案

在高壓電源設(shè)計(jì)中，一般會(huì)有這樣一個(gè)要求——斷開輸入后，輸入（輸出）電壓在要求時(shí)間內(nèi)降到30V以下，一般這個(gè)時(shí)間為1秒，當(dāng)然不一定為1s，不同客戶會(huì)提出不同的時(shí)間要求。那為什么會(huì)有這個(gè)要求呢？這是為了避免在斷開輸入電壓一定時(shí)間后，人員接觸時(shí)被電擊，特別是維修人員拆開電源時(shí)容易被內(nèi)部的電容殘留的電量電擊。

電容電量如何釋放？最簡單也最省成本的方式就是在電容上并聯(lián)一定的電阻，在電源輸入斷開后，由電阻進(jìn)行放電，但是如果電容的容量較大，那么這個(gè)方式就不合適了，如2000uF，加在其兩端的電壓為400V，1秒內(nèi)放電到30V，我們需要放電電阻為193Ω。

如果我們真的在電容兩端并聯(lián)阻值為193Ω的電阻，那么它損耗功率為829W，這損耗是非?？植赖?，而且這損耗是在電源工作這個(gè)過程中一直存在的，會(huì)嚴(yán)重拉低電源的效率，并且為了能抗住這么大的功率發(fā)熱量，需要使用特制的大功率電阻和散熱裝置。

對此，為了在工作過程避免這個(gè)不必要的損耗，我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)電路，讓放電電阻只在斷開輸入時(shí)工作，這就是所謂的“主動(dòng)放電電路”，其思想就是設(shè)計(jì)一個(gè)開關(guān)，在斷開輸入后將此開關(guān)閉合。

如果我們按照最簡單的開關(guān)思路來設(shè)計(jì)，那么在開關(guān)閉合的一瞬間，電阻將承受828W的功率損耗，常規(guī)的電阻很難承受如此大的功率沖擊，容易被燒斷，所以為了能使用常規(guī)電阻，我們設(shè)計(jì)一款恒功率放電電路，設(shè)計(jì)方法如下：

第一步，先算電容需要釋放的電荷量和1秒內(nèi)最小的恒定電流：

第二步，設(shè)計(jì)一個(gè)恒流源，使用常用的TL431，如下圖所示。由于放電過程中電容電壓降低，提供給Q1基極的電流減小導(dǎo)致放電電流也減小，所以，我們設(shè)計(jì)放電電流需大于0.74A，這里我們設(shè)計(jì)放電電流為1.25A，這樣我們選擇的放電電阻需要扛得住3.125W功率沖擊即可。