摘要：在一些特别的使用场合，惯例AC-DC开关电源的掉电坚持时刻无法满意要求，而超长掉电坚持时刻的开关电源在市场上非常罕见。为满意这些特别使用场合的需求，本文从理论上剖析了决议掉电坚持时刻的要素，并提出了一种简略的经过外围电路来添加掉电坚持时刻的办法。
0 导言
ACDC开关电源有一项重要的技术参数——掉电坚持时刻，指从AC掉电到输出电压下降到精度规模(通常是-2%)之外的时刻差ST，如图1所示。浅显地讲，便是开关电源在没有输入后，输出还能撑多久。
许多情况下，体系在检测到AC掉电后，需求对数据进行保存、传输，对执行器的状况进行设置等等。因而，在AC掉电后，开关电源还需求能继续给体系供给电源一段时刻，以确保体系牢靠封闭。别的，在有UPS的体系中，从市电切换到UPS供电的进程中，也需求开关电源能坚持正常输出。
图1 掉电坚持时刻示意图
1 掉电坚持时刻的决议要素
惯例ACDC开关电源原理框图如图2所示，AC输入经过整流滤波后，变成一个直流电压(有必定的纹波电压)，再经过DCDC变换器转换成咱们所需求的电压输出。控制电路可依据输入电压和输出负载来调整占空比(PWM形式)以完成安稳的电压输出。在AC输入掉电后，由输入滤波电容存储的能量给输出供电，在这个进程中，滤波电容电压逐步下降，控制电路经过调整占空比仍然能够完成额外的输出电压，直到电容电压下降到控制电路能调整的规模之外时，输出电压开端下降。
图2 ACDC开关电源原理框图
咱们经过举例来阐明决议掉电坚持时刻的要素。假定一款Vo=5V、Po=20W、功率为η=0.78的产品，DC-DC部分可正常作业的最低电压Vin_min=100V，电源内部输入滤波电容Cin=47uF。假定标称220Vac输入整流滤波后的电压为直流电压(实践有必定纹波)，其值Vin_nor=308V，依据能量守恒有下式：
0.5*Cin*(Vin_mor2-Vin_min2)=St*Po/η……(1)
代入数值可得：St=77.9ms。
从上式能够看到，ST与输入电容、AC输入电压、产品功率成正比，而与输出功率、DC-DC部分最低作业电压成反比。
在实践的工程环境中，输入电压是固定的。对某一款详细的AC-DC电源产品来说，内部输入滤波电容Cin、DC-DC部分最低作业电压Vin_min、功率η都已无法改动，所以，电源自身的掉电坚持时刻无法改动。经过外围调整，也无法改动产品的Vin_min和η，仅有能调整的是在电源前端再接一级整流滤波，外接的滤波电容与电源内部的输入滤波电容是并联联系，等效添加了Cin，添加了掉电坚持时刻。
假如电源前端加的滤波电容取100uF/400V，则掉电坚持时刻在之前的基础上添加165.7ms。假如电源作业在半载条件，则掉电坚持时刻能够再添加一倍，如表1所示。
表1 掉电坚持时刻与输入电容、负载联系表
2 输出电容对掉电坚持时刻的影响
在上述条件下，咱们再核算一下经过添加输出电容Co来延伸掉电坚持时刻的作用。假定：输出电压精度是±2%，则输出电压下限Vo1=4.9V、Co=40000uF，则有：
0.5*Co*(Vo2-Vo12)=St1*Po……(2)
代入数值可得：St1=1ms。
咱们发现，输出40000uF的电容延伸掉电坚持时刻仅有1ms!由此可见添加输出电容对掉电坚持时刻的影响微乎其微。
3 引荐外围电路
如图3所示，外围电路的输入端接市电，输出可等效为直流电源，接在ACDC开关电源的L、N上。C1要依据实践负载、输入电压以及所需求的坚持时刻来确认，没有清晰的引荐值。因为添加了C1，开机冲击电流会增大，R1能够用来减小该冲击电流，能够挑选3W的绕线电阻，阻值大致在2~7.5欧姆之间。关于D1，能够选1000V、电流在1.5A及以上的整流桥，别的整流桥能接受的冲击电流(规格书中有阐明)应大于实践电路中的冲击电流。
图3 外围引荐电路
4 实验结果与剖析
为验证理论剖析和核算的正确性，选取MORNSUN的LH25-10B05来进行测验。在输入电压220Vac，负载4A的条件下，LH25-10B05的掉电坚持时刻为76.8ms，波形如图5所示;按引荐电路外接100uF/400V输入滤波电容后，电源的掉电坚持时刻添加到249ms，波形如图6所示。实验结果与理论核算结果符合。
5 结语
本文理论剖析了开关电源掉电进程，推导出了掉电坚持时刻的核算公式;依据公式找到了经过外接电路来添加掉电坚持时刻的途径。经过实践测验，验证了理论核算的正确性。该办法施行简略，对添加掉电坚持时刻作用显著，具有很强的工程指导意义。
