基于ST STD80N10F7+热敏电阻的缓冲整流桥方案

关键字 :ST 小体积大作用缓冲整流桥

随着人们生产和生活水平的不断提高，人们的环保意识已越来越强，高效节能、绿色出行的口号也早已深入人心，并促使人们积极去践行。身为地球村的一员，面对全球气候逐渐变暖的趋势，我们有义务要为此做出一些努力来遏制，哪怕是一个小小的举动。

说到气候变暖就不得不扯到能源上来，因为正是人类对能源的过度使用才导致了如今的气候变暖。而能源过度使用的解读其实有两层含义，一是能源不合理的使用，二是能源的低效使用。纵观全球能源体系，煤、石油、天然气依旧是全球最主要的三种能源体，但这三种能源都属于不可再生能源，一旦开采完就没有了。囿于这种境况，我们不得不寻找新的代替能源和新的节能之路，由此“新能源”一词呼之欲出！

人们对新能源的理解是可再生、对环境友好、使用成本低、安全性高等，比如常用的太阳能、水能、风能，甚至包括小型核能。这些新能源的最终形态其实还是会转变成电能，以电力的形式被人们所使用。

电能是人类目前使用最为广泛的能源，人们的衣食住行样样都离不开电能，电能的出现可以说是颠覆了一个时代，加剧了时代的巨大变革，给人们的生产生活带了极大的便利性与先进性，让人类文明骄傲地向前迈进了一大步！

基于电能的绝对优势，人类已经回不到刀耕火种的原始时期了，所以我们要向前看，同时也要考虑可持续利用电能的问题。以目前人类所掌握的科学技术而言，上天入地都已不在话下了，能源自然也不是个大问题。但前面说了，煤、石油、天然气都是非可再生再生能源体，一直使用下去终究会有耗尽的一天，所以开发新能源与节能降耗才是未来的可持续发展之路。对电能的利用状况，人们用能效来评估，能效高的电器就更节能，对环境相对来说也更友好。对于电源来说，我们把能效划分成五个等级，分别是铜牌级、银牌级、金牌级、白金级、钛金级，越往后效率越高，也意味着更节能。

为了设计开发出更高效的电源，我们就要搞清楚电源的损耗问题，哪些地方损耗大就尽量去哪些地方优化，为此以我们自己开发的200W LLC开关电源为例，来解决一个大的损耗问题，同时也是开关电源一个大的痛点。

电源为了安全起见，有开机电流大小的限制，人们希望开机电流越小越好，以降低电源开机时的浪涌电流。浪涌电流如果过大，会产生一些不可控的危险因素，比如打火问题。电源开机时浪涌电流产生的原因是大电容C1有个充电的过程，瞬间充电就会有大电流。为了限制电源的开机电流，一般的解决办法是加热敏电阻RT1，利用热敏电阻常温高阻抗的特性来限制大电容C1的充电电流。加热敏电阻与不加热敏电阻的电源开机电流，我们做了对比测试，加了热敏电阻的开机电流是10A，而没有加热敏电阻的开机电流达到了18A，加热敏电阻达到了一个很好的抑制效果。所以，目前很多电源产品为了限制开机时的浪涌电流，都是简单的加一颗热敏电阻去解决。但我们也要认识到这样做的弊端——降低电源效率！这与上面聊到的节能降耗是相矛盾的，也就说加了热敏电阻会更耗电，对节能减排很不利。

对于这个痛点，我们开发设计了新的缓冲整流桥，我们用一颗低压MOS管来解决这个问题。图中的Q1型号是STD80N10F7，耐压100V的低压MOS，并在热敏电阻RT1两端。我们对MOS的开通做了延时处理，等大电容C1充满电后才开通。这个电路的巧妙之处在于开机时热敏电阻是发挥限流作用的，开机后就会被MOS管短路，从而解决了热敏电阻的消耗问题。从测试的数据看，如果不加MOS管，热敏电阻上会消耗1W多的功率，并且温度达到了138℃，而加了MOS管后就没有了损耗。

有人会担心，多用了一颗MOS会不会增加成本呢？其实并不会增加成本，因为低压MOS很便宜，而且还降低了电源整机的工作温度，可以提高电源使用寿命，总体算下来其实更划算。