减少电源起动时发生故障的并联稳压器

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
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.
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/power/200703/10919.html
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