如何調節低電壓隔離式電源

TL431并聯穩壓器或許是隔離式開關電源中最常見的 IC，其可提供低成本的簡單方式精確調節輸出電壓。圖 1 是TL431及典型應用電路（用于調節隔離式電源輸出）的方框圖。TL431在單個三端器件中整合一個內部參考和一個放大器。R3 和 R5 電阻分壓器以及TL431的內部參考電壓可設定輸出電壓。在TL431內部，誤差放大器輸出可驅動晶體管的基極。晶體管集電器不僅可連接TL431的 K （陰極）引腳，而且還可驅動一個光耦合器，其可將隔離邊界的誤差信號發送至主控制器。反饋環路的頻率響應由位于TL431陰極與 REF 引腳之間的補償組件形成。

圖1.常用于調節隔離式電源輸出電壓的TL431電路。

在轉換器輸出電壓小于 5V 時，該電路開始出現一些局限性。陰極的最小推薦工作電壓等于參考電壓，標準版TL431為 2.5V。光耦合器內部光電發射器支持約 1.5V 的最大正向壓降。如果輸出電壓小于 4V，則光耦合器可能無法完全正向偏置。此外，還需要為偏壓電阻器 (R1) 分配額外的電壓裕度。這可將標準TL431實際使用輸出電壓限定在 4.5V 以上。TL431有TLV431等低電壓版本，可提供 1.25V 參考。這可為采用 3.3V 輸出驅動光耦合器提供充足的性能空間。使用該部件調節更低的輸出電壓，需要對標準電路進行修改。

如圖 2 所示，只要添加一個 PNP 晶體管，就可使用低電壓TLV431調節小于 3.3V 的輸出電壓。在該電路中，TLV431的陰極可驅動 PNP 晶體管的基極，其可配置為射極跟隨器。這允許光耦合器在 PNP 晶體管集電極與接地之間移動，在這里可為光電發射器正向壓降提供足夠的空間。由于最低陰極電壓為 1.25V，基極至發射極典型電勢為 0.7V，因此 Q1 發射極的最低電壓約為 1.95V。這可使用 2.5V 輸出為偏壓電阻器留 0.5V 壓降。

這種簡單修改可擴展TLV431穩壓電路范圍，使其包含 2.5V 電軌。然而對于低于 2.5V 的輸出電壓而言，標準穩壓電路所需的修改就要復雜得多。最終，必須專門生成一個更高電壓的輔助電源軌為TLV431供電并驅動光耦合器。

圖2.添加晶體管有助于TLV431驅動光耦合器為2.5V 輸出接地。

如欲獲得本博客所述TL431及TLV431器件的電源實例，敬請查看PowerLab中的以下設計方案：

• PMP6886— 3 類 36V-72V 輸入 2.5V/5A 有源鉗位正向；1/16 磚型；
• PMP8790— 有源鉗位正向，四分之一磚型（18Vdc-60Vdc 輸入、3.3V/12A）；
• PMP9203— 通用 AC 輸入；支持固定頻率工作的 5V/2A USB 適配器。