如何調(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(kāi)關(guān)電源中最常見(jiàn)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(kāi)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。

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(zhuān)門(mén)生成一個(gè)更高電壓的輔助電源軌為T(mén)LV431供電并驅(qū)動(dòng)光耦合器。

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。

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

• PMP6886— 3 類(lèi) 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。