用于电表及大功率电器等运用，规划旨在选用3相电源作业的电源有必要可以承受相位之间的过错衔接，这样的过错 衔接或许导致极高电压施加在输入端。连续之前榜首部分介 绍全体或许的开关电源(SMPS)之概念，第二部分具体介绍 这新的预稳压器的作业原理和优势，第三部分则将集中于介 绍全体本钱优势和运用约束。
1 简介
为简化全体本钱研讨；咱们将要点放在概念之间的差 异上，防止考虑核算两者任何相似的部分或功用。咱们将使 用共源共栅(Cascode)计划完结比较，共源共栅计划被以为 是用于这类高压电源的传统计划(最先进的)。
2 两种计划的比较
咱们从主电源开端，全体输入保险丝、EMI滤波器和二 极管整流均不作考虑，因为这之于两种计划是相似的。
关于共源共栅计划，两个大电容应该与正确的电压平 衡串联，突波限流器添加小的电路使能正确操控添加的功率 MOS。对预稳压器计划而言，咱们不需那些，但需求更标 准的操控元件。
图1 行将进行比较的共源共栅(Cascode)和预稳压器计划
关于反激式开关电源(SMPS)，假如两种计划都可运用
相同的全整合开关，因为电源电压下降，预稳压器计划将可 减小变压器尺度及减小次级二极管反向电压，援助更低的肖 特基电压(约省0.04美元的本钱)。
因为对共源共栅和预稳压器，功率MOS和整合开关都 是相似的， 咱们将不考虑本钱比较。 总输出电容、 Vcc 电 源、次级输出稳压皆不会考虑，因为其于两种计划是相相似 的。
3 具体的材料单和功用本钱
假如整个电路不太依赖于传输功率，大电容与运用特 别是所要求的功能的持续时刻有紧密联络。为此，咱们考虑 在总本钱比较中，将大电容的本钱影响放在第二步，可依据 运用的持续时刻的规范进行微调。
新的预稳压器计划虽然有更多数量的元件，以上的材 料单本钱比较已显现其较本来的共源共栅计划节约0.05美元 本钱无大电容。
4 持续时刻规范对大电容的影响
之前的文章(第二部分)已阐明，持续时刻将要求超大电 容，能量贮存，防止在主电源关断后输 出电压下降太快。
简略的等式「½ C * (V02 – VF2) = (P-Out / Eff.) * t」答应为任何运用界说适 当的电容值。假如对预稳压器，V0一直 等于200 V，对共源共栅计划，关断前该 值与主电源有直接联络。虽然它高于230V；咱们应考虑最低/最坏的或许的状况对应于180 V ac / 250
V。对共源共栅计划，这更高的电压V0 (250 V / 200 V)答应 更小的大电容C(假定两种计划的½ C * V02相同，共源共栅 中减小的电容会引起更大纹波)。
表1 共源共栅和预稳压器计划(无大电容、功率MOS和高压开关)之间的材料单和本钱比较
虽然对电表运用峰值功率可高达10瓦，持续时刻一般 为低得多的功率等级而界说(在4瓦和2瓦之间)。以下表2按 照大电容用于共源共栅和预稳压器计划供给了给定功率所持 续的时刻。表2便利挑选，并比较了两种计划的持续时刻。
对共源共栅的「大型大电容」，咱们不得不考虑两倍
33 μF的电容，因为400 V类型不是总有68 μF，并且68 μF 关于电表运用尺度过大(高度>25 mm)。即便运用不要求严厉 的持续时刻规范，减小太多大电容值或许至关重要：那些电 容的均方根(rms)电流应该够大以防止工业运用的牢靠性问 题，此等预期运用时刻可超越10年。
5 大电容和运用总本钱的影响
在界说援助持续时刻规范的必要大电容后，咱们可考 虑对总运用的影响，并比较共源共栅计划和预稳压器计划的总本钱。
虽然功率水平有限，一切大电容是105℃类型的，以在 有限的(或乃至没有)冷却的困难条件下进步环境温度防止任 何牢靠性问题，并援助预期超越10年的运用时刻。
即便运用更小的大电容，预稳压器计划可大幅节约成 本近0.50美元。这相当于功率MOS和高压开关的本钱，这样 运用它们就简直是免费的。相较于开关电源总本钱，这0.50 美元的差异节约超越15%的本钱。
对大多电表运用，即便主电源关断，数据转化也应该 在给定时刻完结：这要求长的持续时刻和相应的大电容。在 这种状况下，两种计划本钱的差异将添加，运用更大的大电 容时，预稳压器计划将节约本钱1美元，即如表4所示的超越
20%的开关电源的总本钱，供给延伸的持续时刻。
6 电容延伸的运用时刻对运用总本钱的影响
对高牢靠性/延伸运用时刻的产品如工业或电表运用，
105℃ 2000小时的电解电容器或许不足以确保10年以上使 用时刻（运用或许有必要在未经任何冷却的高环境温度下工 作）。
对全体运用的预期运用时刻，电解电容是最要害的元 件/技能，咱们或许需求考虑运用更好的类型，即便本钱增 加。进步105℃规范的2000小时类型到5000小时类型，可在 相同条件下添加一倍预期运用时刻。下表5比较了2千小时和
5千小时两种类型，集中于大值/持续时刻(差异将随更大的 大电容进一步添加)。
当运用105℃ 5000小时的类型时，看到两种计划的差异 进一步添加是很风趣的，但更风趣的是比较任一运用的影 响。对共源共栅计划，为延伸运用时刻，咱们确实会大大增 加0.32美元的本钱，对运用250 V电容的预稳压器计划仅需增 加0.06美元。这表明，在下降本钱上，预稳压器简直不必增 加本钱而延伸运用时刻/进步牢靠性，而这修正对传统的共 源共栅计划将是很贵重的。
7 预稳压器和运用约束
对共源共栅计划没有电源装备的约束。运用规范的桥 (半波或全波)二极管整流，后转化器将由贮存在电容里的峰 值电压供电，并经过二极管装满每一周期。对预稳压器，表现是不同的。因为该计划操控输入电源和输出大电容之间的压差，输入电源的纹波应在整个周期
表2 输入大电容在特定输出功率对持续时刻的影响
表3 输入大电容对总本钱的影响
表4 输入大电容对供给超长持续时刻的总本钱的影响
表5 输入大电容延伸的运用时刻对全体运用本钱的影响
表6 达3相供电的一切或许和相应的预稳压器计划的约束
(以主电源频率)的一段时刻足够大，低于输出电源(在大电 容上)以援助下一转化周期。假如这总是半波整流单相供电 的状况，对3相供电和/或全波整流以低得多的输入电源纹波 更为要害。
处理这问题的代替计划是供给更高的电源电压：进步稳压输出至350 V答应输入电源(更多相电源或全波整流)有「 更大的最小值」 。 使 用单个400 V大电容将减小共源共栅计划和 预稳压器计划的本钱差异。大电压将随主 电源而改变直到钳位，约束后反激式转化 器电源到350 V，即便产生毛病(相似于标 准宽规模运用)。这修正可运用齐纳二极管 ZD3和ZD4(参看第二部分的预稳压器原理 图)简单地完结，进步参阅电压至所需值。 下面的表6列出了从单相到3相供电、 有或无中性衔接、半波或全波整流的一切或许。
引荐的预稳压器计划是以半波整流的 单相供电，可表现出很好的功能，输入电 源总是在最少的时刻段低于输出电源以重 设操控电流。半波整流对坚持250 V电容的 功率水平不是问题。
8 总结
200V预稳压器不行用于任何类型的应 用：功率应该有约束，3相供电难以掌控， 全波整流或许要求进步输出电压至350 V。 可是，当为低于15瓦的半波整流规划 时，该计划援助任何过错的电源(如两相供 电)，反激式转化器的电源可降至200 V。该计划供给更简单 的反激式转化器规划，很好的功能，在整个功率规模供给比 共源共栅更高的能效(约5%)，和很好的安全性(含短路大电 容)。该计划特别适用于电表运用及白家电或工业运用的辅佐电源。
因为单个和较小的大电容电压，预稳压器计划大幅节 约本钱(较规范的共源共栅节约15%~20%)，依据所要求的持 续时刻和相应的大%&&&&&%值和尺度节约本钱0.4美元~1美元。
现在这预稳压器为分立运用；虽然安森美半导体有这 运用的许可证，公司供给此知识产权(IP)供购买PWM操控器
/稳压器/MOSFET的客户免费运用。这计划经过节约体系级 本钱，还进一步节约体系总本钱，并且安森美半导体的元件 是「免费的」，所以安森美半导体以为这是一种双赢。咱们 现在正考虑将这预稳压器整合在一个%&&&&&%(%&&&&&%)中，可是
否这样做将取决于商场对分立计划是否承受。
