超低功耗的开关电源的设计

每款CAPZero器件均采用集成AC损耗检测器和背靠背MOSFET的SO-8封装。当存在AC输入电压时，CAPZero保持关闭状态，阻挡电流进入放电通路，消除功率损耗。AC电压消失后，CAPZero开启，接通电阻，允许输入滤波电容放电。CAPZero通过AC线路自行供电，在230 VAC输入时功耗低于5 mW。

CAPZero有两种电压等级(825V和1kV)和八个电流额定值(从0.25mA到2.5mA)。在直接跨接市电电源的情况下，CAPZero的高压浪涌抵抗能力显得至关重要。在大部分消费类产品应用中，825V CAPZero器件可以与金属氧化物压敏电阻(MOV)一起使用。对于浪涌要求高达3kV的应用，可以将1kV CAPZero器件与MOV配合使用。

图3描述了CAPZero器件在极端条件下的工作情况。在该测试中，AC输入连接松散，以便在触点产生电弧。测试表明，CAPZero器件不会因电弧的发生而保持"锁存关断"，而且，它可以准确检测AC功率损耗并在AC断电后对X电容进行安全放电。

图3：CAPZero 265 VAC/50 Hz，空载;VIN 100 V/div。

CAPZero可以有效隔离电阻R1和R2，使设计师能够自由优化C1、L1和其他输入滤波元件的值。在增大X电容值同时不增加功耗的情况下，可以进一步减小共模/差模扼流圈的值，甚至省去此类元件。这样不仅能节省空间和成本，而且还可以提高电源效率。

在消除市电输入的电流消耗之后，接下来需要消除电路中的那些即使在待机状态下也会连续消耗功率的其他元件的电流消耗。在较高功率应用中，在高压母线与功率因数校正(PFC)和DC/DC转换器的电源控制器之间可能存在多条信号通路。例如包括PFC系统中连接升压控制器的前馈或反馈信号通路，以及双开关正向/LLC/半桥和全桥转换器中的前馈信号通路。PI的第二款新产品是SENZero，它可以在不需要这些信号通路时将它们隔离，从而消除不必要的功率损耗。SENZero的典型应用如图4所示。

图4：SENZero的典型应用。

在该应用中，内部栅极驱动和保护电路在检测到VCC引脚电压后，向内部的650 V MOSFET提供栅极驱动信号。这种简单配置将系统VCC母线用作SENZero的输入端，可轻松集成到现有系统中。VCC母线在电源进入待机模式后关断，从而关断SENZero器件的MOSFET，使每个通路中的功耗大幅降低到500 μW以下。

通过使用像CAPZero和SENZero这样的创新器件，电源设计师即可大幅降低空载和待机模式下的功耗水平。如果主流电源采用这些待机功耗接近于零的设计，那么它们在生产起来也会变得经济可行。对于欧盟委员会来说，实现在2020年之前将欧盟待机耗电量几乎降低75%的目标是一件非常容易的事情。