如今隨著節(jié)能環(huán)保要求的不斷提高，對(duì)于電源待機(jī)功耗也有著更進(jìn)一步的要求。Power Integration（PI）最新推出的CapZero 3系列產(chǎn)品可以通過(guò)降低開關(guān)電源中與X電容放電電阻相關(guān)的功耗，從而實(shí)現(xiàn)待機(jī)功耗滿足安規(guī)要求。
什么是X電容
X電容是跨接在電力線兩線之間，即“L-N”之間，X電容器能夠抑制差模干擾，通常采取金屬化薄膜電容器，電容容量是uF級(jí)。X電容多數(shù)是方型，也就是類似于盒子的形狀，在它的表面一般都標(biāo)有安全認(rèn)證標(biāo)志、耐壓字樣（一般有AC300V或AC275V）、依靠標(biāo)準(zhǔn)等信息。
X安規(guī)電容應(yīng)用包括以下三方面
一、抑制電磁干擾抗電磁干擾是X電容最常見的作用，一般兩根引腳跨接在零線和火線之間，適用于高頻、直流、交流、耦合，跨接脈沖電路中，能夠能承受過(guò)壓沖擊，一般與電阻并聯(lián)使用，目的是起到泄放電荷作用；
二、阻容降壓阻容降壓也是X電容經(jīng)常用到的，特別對(duì)于成本低廉成品，電容降壓的工作原理是利用電容在一定的交流信號(hào)頻率下產(chǎn)生的容抗來(lái)限制最大工作電流。同時(shí)在電容器上串聯(lián)一個(gè)阻性元件，則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產(chǎn)生的功耗完全取決于這個(gè)阻性元件的特性。因此，電容降壓實(shí)際上是利用容抗限流，而電容器實(shí)際上起到一個(gè)限制電流和動(dòng)態(tài)分配電容器和負(fù)載兩端電壓的角色。如下圖
三、濾波
X2安規(guī)電容器可以用作直流濾波使用，可以并聯(lián)使用。
X電容是安規(guī)電容，也就是說(shuō)該電容必須不能對(duì)人體造成傷害。因此安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)正在工作之中的機(jī)器電源線被拔掉時(shí)，在一秒鐘之內(nèi)，X電容的儲(chǔ)能要降至34V DC以下。
而今隨著設(shè)備功率的不斷提升，無(wú)論是EMI要求還是濾波要求，都需要更大容量的X電容，從小家電100 nF到洗衣機(jī)的6 µF。但是為了滿足快速泄能要求，為X電容放電所需要的放電電阻需要隨著X電容的增加而減小，電阻越小就會(huì)帶來(lái)空載功耗的增加，這就給改善待機(jī)功耗帶來(lái)了巨大難題。
應(yīng)對(duì)全新挑戰(zhàn)，CAPZero升級(jí)
日前，為了實(shí)現(xiàn)降低X電容放電功耗，PI專門開發(fā)了成為CAPZero3系列產(chǎn)品。CAPZero顧名思義，是將“電容影響降至為零”的一項(xiàng)技術(shù)，PI資深技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理閻金光（JASON YAN）表示，可以把CAPZero看成一個(gè)智能開關(guān)，只有在AC電壓斷開的情況下才會(huì)為濾波電容提供放電電路，這樣就可以實(shí)現(xiàn)最小的待機(jī)功耗。CAPZero采用自供電工作方式，功耗小于4mW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于放電電阻的待機(jī)功耗。閻金光表示，對(duì)于部分大規(guī)格的X電容來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)的電阻待機(jī)功耗甚至可能超過(guò)1W。
CAPZero工作原理
X電容以及所對(duì)應(yīng)的待機(jī)功耗，可以看到X電容容量越大待機(jī)功耗也就越高，二者呈線性關(guān)系。
閻金光指出，目前已經(jīng)是CAPZero第三代產(chǎn)品，相比上代產(chǎn)品，支持更低的總串聯(lián)電阻，也就是支持更大的X電容。
除此之外，CAPZero-3 IC既可以放置在系統(tǒng)輸入保險(xiǎn)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(wú)需外部接地連接，并且內(nèi)部集成了1000 V MOSFET，還具有較高的差模抗浪涌能力。封裝和PCB的爬電距離保持在4 mm以下。
據(jù)閻金光介紹，CAPZero的產(chǎn)品完全引腳兼容，因此如果有CAPZero-2無(wú)法滿足的規(guī)格，直接替換為CAPZero-3即可，同時(shí)，該產(chǎn)品滿足IEC60335，IEC62368等安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。CAPZero-3器件經(jīng)認(rèn)證符合CB和Nemko的安全要求，因此開發(fā)人員無(wú)需對(duì)電源的X電容放電電路進(jìn)行單獨(dú)的安全測(cè)試。
回顧一下SENZero產(chǎn)品
SENZero并不是PI的新器件，但是該產(chǎn)品同樣是為了降低待機(jī)功耗所開發(fā)的。SENZero可在交流供電存在期間斷開與高壓母線連接的檢測(cè)電阻，從而消除檢測(cè)電阻產(chǎn)生的功耗，進(jìn)而幫助降低系統(tǒng)總功耗，有助于滿足注重節(jié)能的產(chǎn)品制造商和能效標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的嚴(yán)格要求。
在電源的功率因數(shù)校正(PFC)電路上和/或在電源轉(zhuǎn)換級(jí)中，SENZero器件可在空載或待機(jī)模式下使高壓檢測(cè)電阻或電阻分壓器與DC高壓母線斷開連接，從而達(dá)到降低功耗的目的。這樣可關(guān)閉或禁用電源中的功能塊，使電源在非完全工作模式下省去不必要的功耗。
無(wú)論是CAPZero還是SENZero，原理都是通過(guò)IC實(shí)現(xiàn)了對(duì)關(guān)鍵器件進(jìn)行開關(guān)控制，從而實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)苛的待機(jī)功耗，這也是PI一直以來(lái)的發(fā)展方向，降低功耗的同時(shí)極簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。
