摘要：在一些特殊应用中，传统AC-DC开关电源的保持时间在市场上非常少见。为了满足这些特殊应用的需要，本文从理论上分析了决定掉电保持时间的因素，并提出了一种通过外围电路增加掉电保持时间的简单方法。
简介
ACDC开关电源有一个重要的技术参数——掉电保持时间，是指从交流掉电到输出电压下降的准确范围（通常为-2% ) 除 外的时间差⊿t，如1所示。通俗地说，就是开关电源在没有输入后，输出能持续多长时间。
在很多情况下，系统检测到交流电源故障后，需要进行数据的保存和传输，设置执行器的状态等。因此，在交流停电后，开关电源需要继续为系统供电一段时间，以保证系统能够可靠关机。另外，在带有UPS的系统中，在从市电切换到UPS供电的过程中，也需要开关电源保持正常输出。
1 停电后保持时间示意图
1．断电后保持时间的决定因素
常规ACDC开关电源原理框图如图2所示，交流输入经过整流滤波后成为直流电压（带有一定的纹波电压），然后通过DCDC转换器转换成我们需要的电压输出。控制电路可以根据输入电压和输出负载调整占空比（PWM模式），实现稳定的电压输出。交流输入断电后，输入滤波电容中储存的能量为输出供电。在此过程中，滤波电容的电压逐渐下降。控制电路仍然可以通过调节占空比达到额定输出电压，直到电容电压下降到控制电路超出可调节范围时，输出电压开始下降。
2 ACDC开关电源的原理框架
我们用一个例子来说明决定掉电保持时间的因素。假设产品Vo=5V，Po=20W，效率η=0.78，DC-DC部分可以正常工作，电压Vin_min=100V，电源内部输入滤波电容Cin=47uF。假设标称220Vac输入整流滤波电压为直流电压（实际有一定的纹波），其值Vin_nor=308V，根据能量守恒，有下式：
0.5*Cin *(Vin_mor2-Vin_min2) =⊿t*Po/η...(1)
代入该值得到：⊿t=77.9ms。
由上式可知，⊿t与输入电容、交流输入电压、产品效率成正比，与输出功率、DC-DC部分工作电压成反比。
在实际工程环境中，输入电压是固定的。对于一个具体的AC-DC电源产品，内部输入滤波电容Cin，DC-DC部分的工作电压Vin_min，效率η是不能改变的，所以电源本身的hold-up时间是不能改变的.通过外围调整，产品的Vin_min和η是无法改变的。可以调整的是在电源前端接一个级整流滤波器。外部滤波电容和电源内部的输入滤波电容并联，相当于增加Cin，增加Power-down hold-up时间。
如果在电源前端加滤波电容为100uF/400V，掉电保持时间会在之前的基础上增加165.7ms。如果电源工作在半负载条件下，保持时间可以加倍，如表1所示。
表1 断电保持时间与输入电容和负载的关系< /p2.输出电容对掉电保持时间的影响
在上述条件下，我们来计算通过增加输出电容Co来延长掉电保持时间的效果。假设：输出电压精度为±2%，则输出电压下限Vo1=4.9V，Co=40000uF，则：
0.5*Co*(Vo2-Vo12)=⊿t1*Po...( 2)
代入该值得到：⊿t1=1ms。
我们发现40000uF的输出电容只延长掉电保持时间1ms！可以看出，增大输出电容对掉电保持时间影响不大。
3.推荐外围电路
如图3所示，外围电路的输入端接市电，输出可以等效为直流电源，接在电源的L和N ACDC开关电源更胜一筹。 C1要根据实际负载、输入电压和需要的保持时间来确定，没有明确的推荐值。由于加了C1，启动浪涌电流会增大，可以用R1来减小浪涌电流。可以选用3W的线绕电阻，阻值大致在2~7.5欧姆之间。 D1可选择1000V、1.5A或以上的整流桥。另外，整流桥所能承受的浪涌电流（说明书中有说明）应大于实际电路中的浪涌电流。
3 周边推荐电路
4.实验结果与分析
为验证理论分析和计算的正确性，选用MORNSUN LH25-10B05进行测试。在输入电压220Vac，负载4A条件下，LH25-10B05掉电保持时间为76.8ms，波形如图5；按照推荐电路外接100uF/400V输入滤波电容后，电源掉电保持时间增加到249ms，波形如图6所示，实验结果与理论计算结果吻合较好。
5.结论
本文从理论上分析了开关电源的掉电过程，推导了掉电保持时间的计算公式；时间的方式。实际试验验证了理论计算的正确性。该方法实现简单，对增加掉电保持时间效果显着，具有很强的工程指导意义。
什么是acdc供电（交流供电和直流供电）的介绍到此结束。
文章来源于网络或者作者投稿，若有侵权请联系删除，作者：美丽，如若转载，请注明出处：https://www.laoz.net/4285.html
