低压隔离式电源输出电压调节方案.doc

低压隔离式电源输出电压调节方案TL431并联稳压器或许是隔离式开关电源中最常见的IC，其可提供低成本的简单方式精确调节输出电压。图1是TL431及典型应用电路（用于调节隔离式电源输出）的方框图。TL431在单个三端器件中整合一个内部参考和一个放大器。R3和R5电阻分压器以及TL431的内部参考电压可设定输出电压。在TL431内部，误差放大器输出可驱动晶体管的基极。晶体管集电器不仅可连接TL431的K（阴极）引脚，而且还可驱动一个光耦合器，其可将隔离边界的误差信号发送至主控制器。反馈环路的频率响应由位于TL431阴极与REF引脚之间的补偿组件形成。图1.常用于调节隔离式电源输出电压的TL431电路。在转换器输出电压小于5V时，该电路开始出现一些局限性。阴极的最小推荐工作电压等于参考电压，标准版TL431为2.5V。光耦合器内部光电发射器支持约1.5V的最大正向压降。如果输出电压小于4V，则光耦合器可能无法完全正向偏置。此外，还需要为偏压电阻器（R1）分配额外的电压裕度。这可将标准TL431实际使用输出电压限定在4.5V以上。TL431有TLV431等低电压版本，可提供1.25V参考。这可为采用3.3V输出驱动光耦合器提供充足的性能空间。使用该部件调节更低的输出电压，需要对标准电路进行修改。如图2所示，只要添加一个PNP晶体管，就可使用低电压TLV431调节小于3.3V的输出电压。在该电路中，TLV431的阴极可驱动PNP晶体管的基极，其可配置为射极跟随器。这允许光耦合器在PNP晶体管集电极与接地之间移动，在这里可为光电发射器正向压降提供足够的空间。由于最低阴极电压为1.25V，基极至发射极典型电势为0.7V，因此Q1发射极的最低电压约为1.95V。这可使用2.5V输出为偏压电阻器留0.5V压降。这种简单修改可扩展TLV431稳压电路范围，使其包含2.5V电轨。然而对于低于2.5V的输出电压而言，标准稳压电路所需的修改就要复杂得多。最终，必须专门生成一个更高电压的辅助电源轨为TLV431供电并驱动光耦合器。图2.添加晶体管有助于TLV431驱动光耦合器为2.5V输出接地。如欲获得本博客所述TL431及TLV431器件的电源实例，敬请查看PowerLab中的以下设计方案：PMP68863类36V-72V输入2.5V/5A有源钳位正向；1/16砖型；PMP8790有源钳位正向，四分之一砖型（18Vdc-60Vdc输入、3.3V/12A）；PMP9203通用AC输入；支持固定频率工作的5V/2AUSB适配器。