恒功率放电电路设计方案

在高压电源设计中，一般会有这样一个要求——断开输入后，输入（输出）电压在要求时间内降到30V以下，一般这个时间为1秒，当然不一定为1s，不同客户会提出不同的时间要求。那为什么会有这个要求呢？这是为了避免在断开输入电压一定时间后，人员接触时被电击，特别是维修人员拆开电源时容易被内部的电容残留的电量电击。

电容电量如何释放？最简单也最省成本的方式就是在电容上并联一定的电阻，在电源输入断开后，由电阻进行放电，但是如果电容的容量较大，那么这个方式就不合适了，如2000uF，加在其两端的电压为400V，1秒内放电到30V，我们需要放电电阻为193Ω。

如果我们真的在电容两端并联阻值为193Ω的电阻，那么它损耗功率为829W，这损耗是非常恐怖的，而且这损耗是在电源工作这个过程中一直存在的，会严重拉低电源的效率，并且为了能抗住这么大的功率发热量，需要使用特制的大功率电阻和散热装置。

对此，为了在工作过程避免这个不必要的损耗，我们需要设计一个电路，让放电电阻只在断开输入时工作，这就是所谓的“主动放电电路”，其思想就是设计一个开关，在断开输入后将此开关闭合。

如果我们按照最简单的开关思路来设计，那么在开关闭合的一瞬间，电阻将承受828W的功率损耗，常规的电阻很难承受如此大的功率冲击，容易被烧断，所以为了能使用常规电阻，我们设计一款恒功率放电电路，设计方法如下：

第一步，先算电容需要释放的电荷量和1秒内最小的恒定电流：

第二步，设计一个恒流源，使用常用的TL431，如下图所示。由于放电过程中电容电压降低，提供给Q1基极的电流减小导致放电电流也减小，所以，我们设计放电电流需大于0.74A，这里我们设计放电电流为1.25A，这样我们选择的放电电阻需要扛得住3.125W功率冲击即可。