7.4.3 X 电容器放电

二极管桥式整流器交流侧的 EMC 滤波器中使用的 X 电容器必须要能够允许其在特定的时间内放电到合理的电压，这是为了确保主电源线的引脚上不会无限期地存在电压。

通常情况下，显式放电电阻器与电容器并联提供放电路径，但只要电源与交流电连接，这些电容器随后就会导致固定的持续功率损失，并且为了达到极低的待机功率而变得更加明显。

每增加 100nF 电容，就必须并联增加最高 10MΩ 的泄漏电阻器。对于典型电容为 330 nF 的典型 60W 至 100W 电源，这需要 3MΩ 放电电阻。在 230V 标称高压线路上，这些电阻器消耗的持续功率损失为 17.63mW。因此，必须找到替代方法来使用开关放电路径给 X 电容器放电，避免静态持续损失。

关于 X 电容器放电有几个标准。IEC60950 和 IEC60065 要求放电时间常量小于 1s；IEC62368 要求在断开交流电 2s 后，X 电容器上的剩余电压小于 60V（电容为 300nF 或更高）。UCC256301 使用有源放电方案来支持最高达 5μF 的 X 电容器快速放电。

为了满足标准要求，应检测交流断开事件。UCC256301 通过监控经由 HV 引脚的交流过零来检测交流断开。存在交流电时，一个线路周期中将有两次交流过零。当交流电断开时，在较长的时间内没有过零。Figure 44 显示了整流交流波形。在该图中，在最后一个半交流周期峰值时断开交流电。实际上，在一个开关周期的任何位置都可以断开。

Figure 44. 交流电断开波形

为了可靠地检测过零并减少功耗，每隔 700ms 生成一个阶梯测试电流。如果在最高测试电流设置中连续出现 4 次过零缺失，则确认交流断开并启用 IXCapDischarge 电流源。下方的波形显示阶梯电流波形：

Figure 45. X 电容器放电的阶梯测试电流

测试电流是实现可靠的交流过零检测所必需的。简单来说，这是因为交流桥式整流器二极管中的泄漏电流将影响极轻负载时的过零检测。HV 引脚上增加的测试电流将克服泄漏电流，确保检测到 HV 引脚上的交流过零。如果在任何测试电流阶段检测到一次过零，则意味着交流没有断开。测试电流将立即断开，且系统进入 700ms 无测试电流阶段。

Figure 46. 不同的阶梯电流波形

Figure 46 显示了不同的阶梯电流波形。最后一个波形显示检测到交流断开，且启用 x 电容器放电电流。x 电容器放电电流的启用状态持续 350ms。交流过零功能在所有运行模式下可用，并且在任何时候都可用。Figure 47 显示了交流过零检测和 X 电容器放电的流程图。

打开 JFET 可以产生放电电流 IXCapDischarge，并且启用从 JFET 源接地的电流源。采用接地放电而不采用 VCC 放电的原因是防止 VCC 达到 VCCStartSwitching。刚好在 OVP 事件前断开交流时，VCC 上的电压接近于达到 VCCStartSwitching。

在 LATCH 状态中，JFET 已经开启，且当作 VCC 调节环路的传递元件使用。JFET 源端子与 VCC 引脚之间的开关关闭。如果在不从 VCC 引脚上断开 JFET 的情况下启用 X 电容器放电电流源，放电电流必须先给 VCC 电压放电，这需要长时间保持大量电流。为了避免出现这种问题，在 LATCH 状态中，先从 VCC 上断开 JFET。放电阶段结束后，重新打开 JFET 和 VCC 之间的开关。下方显示电路图和 LATCH 状态中的 x 电容器放电过程。

Figure 47. 交流 ZCD 和 X 电容器放电流程图