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如何调节低电压隔离式电源

发布时间:2020-10-05 来源:Brian King 责任编辑:wenwei

【导读】TL431 并联稳压器或许是隔离式开关电源中最常见的 IC,其可提供低成本的简单方式精确调节输出电压。图 1 是 TL431 及典型应用电路(用于调节隔离式电源输出)的方框图。TL431 在单个三端器件中整合一个内部参考和一个放大器。R3 和 R5 电阻分压器以及 TL431 的内部参考电压可设定输出电压。在 TL431 内部,误差放大器输出可驱动晶体管的基极。晶体管集电器不仅可连接 TL431 的 K (阴极)引脚,而且还可驱动一个光耦合器,其可将隔离边界的误差信号发送至主控制器。反馈环路的频率响应由位于 TL431 阴极与 REF 引脚之间的补偿组件形成。
 
如何调节低电压隔离式电源
图 1. 常用于调节隔离式电源输出电压的 TL431 电路。
 
在转换器输出电压小于 5V 时,该电路开始出现一些局限性。阴极的最小推荐工作电压等于参考电压,标准版 TL431 为 2.5V。光耦合器内部光电发射器支持约 1.5V 的最大正向压降。如果输出电压小于 4V,则光耦合器可能无法完全正向偏置。此外,还需要为偏压电阻器 (R1) 分配额外的电压裕度。这可将标准 TL431 实际使用输出电压限定在 4.5V 以上。TL431 有 TLV431 等低电压版本,可提供 1.25V 参考。这可为采用 3.3V 输出驱动光耦合器提供充足的性能空间。使用该部件调节更低的输出电压,需要对标准电路进行修改。
 
如图 2 所示,只要添加一个 PNP 晶体管,就可使用低电压 TLV431 调节小于 3.3V 的输出电压。在该电路中,TLV431 的阴极可驱动 PNP 晶体管的基极,其可配置为射极跟随器。这允许光耦合器在 PNP 晶体管集电极与接地之间移动,在这里可为光电发射器正向压降提供足够的空间。由于最低阴极电压为 1.25V,基极至发射极典型电势为 0.7V,因此 Q1 发射极的最低电压约为 1.95V。这可使用 2.5V 输出为偏压电阻器留 0.5V 压降。
 
这种简单修改可扩展 TLV431 稳压电路范围,使其包含 2.5V 电轨。然而对于低于 2.5V 的输出电压而言,标准稳压电路所需的修改就要复杂得多。最终,必须专门生成一个更高电压的辅助电源轨为 TLV431 供电并驱动光耦合器。
 
 
如何调节低电压隔离式电源
图 2. 添加晶体管有助于 TLV431 驱动光耦合器为 2.5V 输出接地。
 
如欲获得本博客所述 TL431 及 TLV431 器件的电源实例,敬请查看 PowerLab 中的以下设计方案:
 
●   PMP6886 — 3 类 36V-72V 输入 2.5V/5A 有源钳位正向;1/16 砖型;
●   PMP8790 — 有源钳位正向,四分之一砖型(18Vdc-60Vdc 输入、3.3V/12A);
●   PMP9203 — 通用 AC 输入;支持固定频率工作的 5V/2A USB 适配器。
 
 
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