基於ST STD80N10F7+熱敏電阻的緩衝整流橋方案

關鍵字 :ST 小體積大作用緩衝整流橋

隨著人們生產和生活水平的不斷提高，人們的環保意識已越來越強，高效節能、綠色出行的口號也早已深入人心，並促使人們積極去踐行。身為地球村的一員，面對全球氣候逐漸變暖的趨勢，我們有義務要為此做出一些努力來遏制，哪怕是一個小小的舉動。

說到氣候變暖就不得不扯到能源上來，因為正是人類對能源的過度使用才導致了如今的氣候變暖。而能源過度使用的解讀其實有兩層含義，一是能源不合理的使用，二是能源的低效使用。縱觀全球能源體系，煤、石油、天然氣依舊是全球最主要的三種能源體，但這三種能源都屬於不可再生能源，一旦開採完就沒有了。囿於這種境況，我們不得不尋找新的代替能源和新的節能之路，由此“新能源”一詞呼之欲出！

人們對新能源的理解是可再生、對環境友好、使用成本低、安全性高等，比如常用的太陽能、水能、風能，甚至包括小型核能。這些新能源的最終形態其實還是會轉變成電能，以電力的形式被人們所使用。

電能是人類目前使用最為廣泛的能源，人們的衣食住行樣樣都離不開電能，電能的出現可以說是顛覆了一個時代，加劇了時代的巨大變革，給人們的生產生活帶了極大的便利性與先進性，讓人類文明驕傲地向前邁進了一大步！

基於電能的絕對優勢，人類已經回不到刀耕火種的原始時期了，所以我們要向前看，同時也要考慮可持續利用電能的問題。以目前人類所掌握的科學技術而言，上天入地都已不在話下了，能源自然也不是個大問題。但前面說了，煤、石油、天然氣都是非可再生再生能源體，一直使用下去終究會有耗盡的一天，所以開發新能源與節能降耗才是未來的可持續發展之路。對電能的利用狀況，人們用能效來評估，能效高的電器就更節能，對環境相對來說也更友好。對於電源來說，我們把能效劃分成五個等級，分別是銅牌級、銀牌級、金牌級、白金級、鈦金級，越往後效率越高，也意味著更節能。

為了設計開發出更高效的電源，我們就要搞清楚電源的損耗問題，哪些地方損耗大就儘量去哪些地方優化，為此以我們自己開發的200W LLC開關電源為例，來解決一個大的損耗問題，同時也是開關電源一個大的痛點。

電源為了安全起見，有開機電流大小的限制，人們希望開機電流越小越好，以降低電源開機時的浪涌電流。浪涌電流如果過大，會產生一些不可控的危險因素，比如打火問題。電源開機時浪涌電流產生的原因是大電容C1有個充電的過程，瞬間充電就會有大電流。為了限制電源的開機電流，一般的解決辦法是加熱敏電阻RT1，利用熱敏電阻常溫高阻抗的特性來限制大電容C1的充電電流。加熱敏電阻與不加熱敏電阻的電源開機電流，我們做了對比測試，加了熱敏電阻的開機電流是10A，而沒有加熱敏電阻的開機電流達到了18A，加熱敏電阻達到了一個很好的抑制效果。所以，目前很多電源產品為了限制開機時的浪涌電流，都是簡單的加一顆熱敏電阻去解決。但我們也要認識到這樣做的弊端——降低電源效率！這與上面聊到的節能降耗是相矛盾的，也就說加了熱敏電阻會更耗電，對節能減排很不利。

對於這個痛點，我們開發設計了新的緩衝整流橋，我們用一顆低壓MOS管來解決這個問題。圖中的Q1型號是STD80N10F7，耐壓100V的低壓MOS，並在熱敏電阻RT1兩端。我們對MOS的開通做了延時處理，等大電容C1充滿電後才開通。這個電路的巧妙之處在於開機時熱敏電阻是發揮限流作用的，開機後就會被MOS管短路，從而解決了熱敏電阻的消耗問題。從測試的數據看，如果不加MOS管，熱敏電阻上會消耗1W多的功率，並且溫度達到了138℃，而加了MOS管後就沒有了損耗。

有人會擔心，多用了一顆MOS會不會增加成本呢？其實並不會增加成本，因為低壓MOS很便宜，而且還降低了電源整機的工作溫度，可以提高電源使用壽命，總體算下來其實更划算。