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[组图]减少电源起动时发生故障的并联稳压器            【字体:
减少电源起动时发生故障的并联稳压器
作者:佚名    文章来源:不详    点击数:    更新时间:2007-5-11    

 TL431是很多厂家供应的一种 常用三端并联稳压器,在其应用中为设计师提供了多方面的功能。图1a是TL431的内部电路,包括一个精密电压基准、一个运算放大器,以及一个并联晶体管(参考文献1)。在典型的稳压器应用中,用两只外接电阻器 RA和RB确定负载电阻器RS 低端的并联稳压输出电压(图1b)。按图中方式,TL431和少许外接有源、无源元件可以搭成一个SMPS(开关电源)PWM(脉宽调制)控制器的低功耗辅助电源。在某些电源设计中,降压变压器上的辅助绕组为PWM控制器提供功率。在输出轻载情况下,辅助绕组为PWM控制器提供的功率可能不足。例如,图2 中变换器电路从一个辅助偏置绕组WAUX为PWM控制器提供能量,WAUX是变压器T1的一部分。电阻器RT和电容器CHOLD构成一个涓流慢充电电路,为IC1提供起动能量。为保存能量,电阻器RT只为涓流充电电容器CHOLD提供足够电流,使之充至电压VAUX。一旦电路起动,它会按预期正常运行,为负载提供输出功率,而辅助绕组及其元件则为PWM控制器供电。

    

     但是,去掉输出负载会降低供给辅助偏置绕组的能量,耗尽CHOLD上的电荷,导致IC1关断,从而破坏输出稳压,使电源运行紊乱。图3中,用一个低功耗的偏压电路提供轻载起动功率,而当辅助绕组能够为 PWM 控制器IC1提供足够能量后,该偏压电路关闭,以节省能量。本电路中,轻载条件下一个串联稳压器导通,而当偏置线圈可以为PWM控制器提供能量时则关断,因而节省了正常负载时的能量,提高了变换器的效率。

    电阻器RA 至RD、并联稳压器IC1、二极管D1以及晶体管Q1共同构成一个轻载串联稳压偏置电源。选择这些元件值时,要使Q1射极电压处于IC1的关断电压与辅助偏置绕组整流输出经整流产生的标称电压之间,即 VAUX_NOM之间。实际上,IC1的VCC脚上的电压允许接线OR方式,电压较高:VAUX_NOM或晶体管Q1的射极电压。当辅助偏置绕组及其元件能提供足够能量时,Q1的射极反偏,Q1关断以节约能量。反之,当由于轻输出负载而使VAUX降至VAUX_NOM以下时,Q1提供能量。要注意的是电路仍必须含有涓流充电电阻器RT,因为大多数PWM控制器都具有欠压锁定功能,能够在高于标称电源电压时起动。

    

     设计串联稳压器时,选择电阻器RC为IC2提供足够的工作电流,而选择电阻器RD是为将Q1的集电极电压与电流保持在安全工作区域内。选择电阻器RA和 RB将串联稳压器的输出电压设定为高于 IC1 的起动电压,并低于辅助绕组整流输出提供的标称电压。选择旁路电容器CA以减小IC2上的纹波电压。

    

    下式可用于对电阻器RA和RB构成的分压器作调整:

    

    Q1射极上的电压必须低于标称辅助电压,后者由辅助偏置绕组提供。VREF为IC2的内部标称基准电压,2.495V,而VD1和VBE(Q1)则分别表示D1的压降和Q1的正向基极-射极电压。

    参考文献

    O'Loughlin, Michael, "Shunt regulator serves as inexpensive op amp in power supplies," EDN, Sept 15, 2005, pg 96.

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