隔離式開關(guān)電源輸出電壓方案

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，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/2AUSB適配器。