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能降低成本的三端并聯(lián)穩(wěn)壓器

發(fā)布時間:2013-06-01 責(zé)任編輯:lynn

【導(dǎo)讀】在電源變換器設(shè)計中往往使用價格較高的傳統(tǒng)運算放大器,而本文主要通過實例說明怎樣用一個較之廉價的三端并聯(lián)穩(wěn)壓器去實現(xiàn)同樣的功能。

作為三端并聯(lián)穩(wěn)壓器開發(fā)的普及型多源TL 431 IC,除了其原本的應(yīng)用外還為設(shè)計人員提供了許多令人感興趣的應(yīng)用可能性。TL431包括一個精密電壓基準(zhǔn)、一個運算放大器和一個并聯(lián)晶體管(圖 1a)。在典型的穩(wěn)壓器應(yīng)用中外接兩支電阻器RA和RB,就可在負(fù)載電阻器Rs的低端設(shè)定并聯(lián)穩(wěn)壓的輸出電壓(圖 1b)。

圖1:TL431內(nèi)部
 
在今天的電源市場上,大多數(shù)設(shè)計都是由成本驅(qū)動的,比如一些亞洲電源制造廠都采用單面印制電路板來為他們的電源產(chǎn)品盡量節(jié)省每一分錢。本設(shè)計實例說明在電源變換器設(shè)計中如何用一只三端并聯(lián)穩(wěn)壓器代替費用較高的傳統(tǒng)運算放大器。

開關(guān)電源使用了 PWM 電路的電隔離反饋部分(圖 2)。在省掉電壓放大器的設(shè)計中,并聯(lián)穩(wěn)壓器可以作為一個廉價的運放。電阻RI和R設(shè)定電源的直流輸出電壓,而光耦I(lǐng)C2則完成電隔離功能。電阻器R1為光耦和TL431、IC1提供偏壓。電阻器R3和齊納二極管D1則建立一個固定的偏壓,確保偏置電阻器R1不會形成反饋路徑。電阻器 R1和R2控制著光耦上的增益。在多數(shù)設(shè)計中,R2與R1之比約為 10:1。

圖2:用TL431代替電源PWM反饋穩(wěn)壓電路中廉價的運放
 
元件CP、CZ和RZ為控制環(huán)路提供頻率補(bǔ)償。光耦包含頻率響應(yīng)中的一個高頻極點fp,大多數(shù)光耦數(shù)據(jù)手冊中都忽略了它。你可以用網(wǎng)絡(luò)分析儀來確定高頻極點的位置,或者將其的產(chǎn)生估計在 10kHz 左右。下列公式描述了補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的小信號傳輸函數(shù):

圖3:公式
 
值得注意的是,在某些情況下,要在二極管D1上加一個旁路電容器,以降低輸出噪聲。

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