教大家如何調(diào)節(jié)低電壓隔離式電源

作者：Brian King 德州儀器

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 在單個三端器件中整合一個內(nèi)部參考和一個放大器。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)動一個光耦合器，其可將隔離邊界的誤差信號發(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，需要對標(biāo)準(zhǔn)電路進(jìn)行修改。

如圖 2 所示，只要添加一個 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 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，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。

這種簡單修改可擴(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，必須專門生成一個更高電壓的輔助電源軌為 TLV431 供電并驅(qū)動光耦合器。

圖 2. 添加晶體管有助于 TLV431 驅(qū)動光耦合器為 2.5V 輸出接地。

如欲獲得本博客所述 TL431 及 TLV431 器件的電源實(shí)例，敬請查看 PowerLab 中的以下設(shè)計(jì)方案：

PMP6886 — 3 類 36V-72V 輸入 2.5V/5A 有源鉗位正向；1/16 磚型；

PMP8790 — 有源鉗位正向，四分之一磚型（18Vdc-60Vdc 輸入、3.3V/12A）；

PMP9203 — 通用 AC 輸入；支持固定頻率工作的 5V/2A USB 適配器。

閱讀原文請參見： http://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2014/01/16/powerlab-notes-how-to-regulate-a-low-voltage-isolated-supply.aspx

編輯：jq