如何實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)低電壓隔離式電源?
發(fā)布時(shí)間:2015-02-12 責(zé)任編輯:xueqi
【導(dǎo)讀】本文介紹了TL431并聯(lián)穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用電路,以及通過(guò)擴(kuò)展 TLV431 穩(wěn)壓電路范圍,使其包含 2.5V 電軌,最終實(shí)現(xiàn)低成本的簡(jiǎn)單方式精確調(diào)節(jié)低電壓隔離式電源。
TL431 并聯(lián)穩(wěn)壓器或許是隔離式開關(guān)電源中最常見的 IC,其可提供低成本的簡(jiǎn)單方式精確調(diào)節(jié)輸出電壓。圖 1 是 TL431 及典型應(yīng)用電路(用于調(diào)節(jié)隔離式電源輸出)的方框圖。TL431 在單個(gè)三端器件中整合一個(gè)內(nèi)部參考和一個(gè)放大器。R3 和 R5 電阻分壓器以及 TL431 的內(nèi)部參考電壓可設(shè)定輸出電壓。在 TL431 內(nèi)部,誤差放大器輸出可驅(qū)動(dòng)晶體管的基極。晶體管集電器不僅可連接TL431 的 K (陰極)引腳,而且還可驅(qū)動(dòng)一個(gè)光耦合器,其可將隔離邊界的誤差信號(hào)發(fā)送至主控制器。反饋環(huán)路的頻率響應(yīng)由位于 TL431 陰極與 REF 引腳之間的補(bǔ)償組件形成。
圖1:常用于調(diào)節(jié)隔離式電源輸出電壓的 TL431 電路
在轉(zhuǎn)換器輸出電壓小于 5V 時(shí),該電路開始出現(xiàn)一些局限性。陰極的最小推薦工作電壓等于參考電壓,標(biāo)準(zhǔn)版 TL431 為 2.5V。光耦合器內(nèi)部光電發(fā)射器支持約 1.5V 的最大正向壓降。如果輸出電壓小于 4V,則光耦合器可能無(wú)法完全正向偏置。此外,還需要為偏壓電阻器 (R1) 分配額外的電壓裕度。這可將標(biāo)準(zhǔn) TL431 實(shí)際使用輸出電壓限定在 4.5V 以上。TL431 有 TLV431 等低電壓版本,可提供 1.25V 參考。這可為采用 3.3V 輸出驅(qū)動(dòng)光耦合器提供充足的性能空間。使用該部件調(diào)節(jié)更低的輸出電壓,需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電路進(jìn)行修改。
如圖 2 所示,只要添加一個(gè) PNP 晶體管,就可使用低電壓 TLV431 調(diào)節(jié)小于 3.3V 的輸出電壓。在該電路中,TLV431 的陰極可驅(qū)動(dòng) PNP 晶體管的基極,其可配置為射極跟隨器。這允許光耦合器在 PNP 晶體管集電極與接地之間移動(dòng),在這里可為光電發(fā)射器正向壓降提供足夠的空間。由于最低陰極電壓為 1.25V,基極至發(fā)射極典型電勢(shì)為 0.7V,因此 Q1 發(fā)射極的最低電壓約為 1.95V。這可使用 2.5V 輸出為偏壓電阻器留 0.5V 壓降。
圖2:添加晶體管有助于 TLV431 驅(qū)動(dòng)光耦合器為 2.5V 輸出接地
這種簡(jiǎn)單修改可擴(kuò)展 TLV431 穩(wěn)壓電路范圍,使其包含 2.5V 電軌。然而對(duì)于低于 2.5V 的輸出電壓而言,標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓電路所需的修改就要復(fù)雜得多。最終,必須專門生成一個(gè)更高電壓的輔助電源軌為 TLV431 供電并驅(qū)動(dòng)光耦合器。
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