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          正確偏置TL431的應用設計

          作者: 時間:2011-01-09 來源:網(wǎng)絡 收藏

            假設圖3中的Rbias不存在。首先計算分壓器網(wǎng)絡Rupp和Rlow,橋接電流Ib應大于參考引腳的偏置電流6.5A(最大值),以減小因偏置而引起的Rupp誤差。對于12V輸出電壓,假設 Ib=1mA。由于通過Rlow施加的電壓為2.5V,而Rupp施加的電流為1mA,因此可以計算出Rlow為 2.5 / 1m = 2.5k,而Rupp則等于(12-2.5)/ 1m=9.5k。可進一步選擇更小的偏置電流,以減小空載條件下的待機能耗。橋接電流值確定后,即可計算RS。RS必須能提供足夠的電流,使光耦合器集電極(或反饋引腳)小于1.2V,以啟動空載工作狀態(tài)下的跳周期。在NCP1200中,引腳2和內部5V參考電壓間有一個8k的上拉電阻。如果反饋電流為475A,可將引腳2拉至1.2V (Vpin2=5-475×8k)??紤]到光耦合器在較差情況下有50%的電流轉換比例(CTR),則RS必須小于(Vout-2.5-1V) / 9508.94k,假設為8.2k。

            在CTR為150%的較差情況下,表示LED中需要的電流較小,如果將8.2k電阻與串聯(lián),則會發(fā)生以下情況:

            1. 輕負載情況:IFB = 475A,則IL = 475/ 1.5 = 316A

            2. 中負載情況:VFB = 2.3V,IFB = 337.5A,則 IL = 337.5/ 1.5=225A

            3. 重負載情況:VFB = 3V,IFB = 250A,則IL = 250/1.5 = 166A

            在這種情況下,TL431的偏置電流不僅隨著負載電流而變化,而且也隨著光耦合器CTR的變化而變化。此外,減小RS也不起任何作用,應該通過調節(jié)LED的內部電流,來調整控制器端的反饋電壓。這種情況的問題源自TL431的數(shù)據(jù)表:必須插入大于1mA的偏置電流,才能從不同規(guī)格的TL431增益中獲益。如果不能偏置TL431,就會降低開環(huán)增益,導致增大,RSCL也隨之增大。

            這一問題可通過增加偏置電阻Rbias,在外部施加一個偏置電流而解決。由于最缺少電流,所以必須計算此電阻在較差情況下,也就是重負載情況和最高CTR時的值。這時IL = 166uA。因此,RS上的電壓為166×8.2k = 1.36V。假設LED的正激壓降為1V,則陰極電壓為12 -1.36-1 = 9.64V。已知Vout恒定為12V,通過Rbias施加1mA電流得到,Rbias = (12-9.64) / 1m = 2.36k,或用 2.2k得到歸一化值。因此,在 TL431上施加的最小電流為 1mA + 166uA = 1.16mA。在空載情況下,IL=316 uA ,陰極電壓為12-(8.2k×316)-1 = 8.4V,因此,流經(jīng)TL431的總偏置電流為(12-8.4)/2.2k= 1.63mA,加上實際的反饋電流值316uA,總偏置電流為1.95mA,應處于安全電流范圍內。

            在NCP1200構成的電源上進行了有偏置電阻和無偏置電阻的實驗,結果如圖4所示。沒有偏置元件時,輸出阻抗測量值為57m;連接偏置電阻(阻值為3.3k)后,輸出阻抗值降至4m。

            

            圖4 TL431偏置電流過低時性能將明顯下降

            總之,通過外部電阻對TL431進行偏置是非常重要的。如果無法承受額外的1mA輸出電流的預算(由于要盡量降低空載待機能耗),就應使用TLV431 (Vref = 1.24V) 或NCP100 (Vref = 0.7V),因為它們只需要100A的最小偏置電流,且擊穿電壓更小。此外,8.2k的串聯(lián)電阻RS極為罕見,因為該電阻結合光耦合器的集電極上拉電阻可以產生直流增益。如果電阻值約為1k或稍大于1k,則更接近標準值。


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          關鍵詞: 設計 應用 TL431 正確

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