使用TL431分流稳压器限制高交流输入电压

2013-08-28 22:02:37来源: 互联网

SMPS中,电路箝住输入交流电压到功率MOSFET工作的安全等级。

  大多数隔离、离线的SMPS(开关型能量供给),包括回扫、前进和共鸣,必须在有效值90到260V的输入电压下工作。一些情况甚至使用有效值400V±10%的线电压,导致器件电压等级的提升,增加了全部设计费用。使用输入限制电路,可以在不损害供电器件的前提下,增加输入电压到有效值440V。

  图1中电路限制或箝住大于有效值260V的输入交流电压到功率MOSFET工作的安全等级。电路使用MOSFET Q1,如100Hz开关分流稳压器IC1 TL431CZ,通过分压的R2和R4设置箝位高压等级。电路使用图中所示器件值。箝位输出电压为直流360V,输入电压为有效值260V,最大输入电压为有效值440V。经测试电路消耗功率5到10W。

  

 

  输入电压小于有效值260V,点C小于2.5V,,IC1闭合,最小关闭状态阴极电流下降。齐纳二极管D2到15V崩塌,确保Q1的稳定状态。这个操作是Q1在输入电压小于有效值260V的正常状态。从而,在这些电压等级,电路作为容性负载C3下的标准全桥整流器工作。

  有效值

  260V或更大的输入电压时,点C大于2.5V,IC1打开,D2电流换向且降低。门源电压Q1降到约2V,Q1关闭。现在,即使D1桥整流二极管处于正向偏压,也没有电流流到电荷泵电容C3。整流输入交流电压大于通过C3电压,但是Q1关闭,回路中断,没有电流流过。从而,由于没有合适的放电电流,C3上输出直流电压得到限制。

  整流交流输入电压开始减少时,其最终到点C的2.5V极限水平,Q1再次打开。但由于整流桥二极管反向偏置,没有电流流动;整流输入交流电压小于通过C3的电压。这个电压由输出功率等级决定的速度减小。最终,当整流桥二极管变为前向偏置时,电压和整流输入交流电压在同一水平。Q1仍然打开;因此,放电电流开始流动。瞬间跟随,通过Q1和D1引导。短放电脉冲补充能量损耗,增加电压到限制等级。当输入电压高于有效值260V时,Q1再次闭合,重复整个过程。

  Q1消耗能量少。每个开关周期,MOSFET只闭合450 µs,导致此高电压限制电路高效率。可以使用它作为带STMicroelectronics SuperMesh MOSFET STP4NK50Z的MOSFET开关。其有TO-220封装,但也可以使用Dpak封装节省空间,因为MOSFET不是一个消耗电压限制器。当50/60Hz整流二极管前置偏置,通过Q1的电流中断。电流中断引起漏源电压。依照EN 55022 B级,使用峰值和均值检测,箝位电路通过管理EMI(电磁干扰)测试。1-mH, 0.2A阻塞,L1和L2抑制EMI。通过D1桥的整流管,220-nF, 440V交流电容C1为简单的缓冲器元件。

关键字:TL431  分流稳压器  高交流  输入电压

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/0828/article_19024.html
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