早期的開(kāi)關(guān)電源適配器中都采用三極管和穩(wěn)壓二極管組成取樣、誤差放大器,由于三極管和穩(wěn)壓二極管的參數(shù)性能差別比較大,給調(diào)試造成一定的難度。今幾年來(lái),高端質(zhì)量的直流穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源適配器都是采用三端精密穩(wěn)壓器(例如TL431)作為誤差檢測(cè)和放大器。三端精密穩(wěn)壓器內(nèi)部有溫度補(bǔ)償?shù)母呔炔⒙?lián)放大器,其內(nèi)部基準(zhǔn)電壓精度極高,所有產(chǎn)品的典型值均為2.495V,而其誤差電壓范圍允許為2.44~2.55V,允許工作溫度范圍用尾綴字母表示,C為-10~85攝氏度,I為-40~85攝氏度,M為-55~125攝氏度。所以,無(wú)論是精度還是穩(wěn)定度均非普通穩(wěn)壓二極管所能達(dá)到的。在使用TL431時(shí)必須注意,為了使內(nèi)部放大器處于線(xiàn)性區(qū),當(dāng)Uka=Uref時(shí),Ika大于1mA,內(nèi)部放大器的電壓小于37V,其最大功耗為500mW~1W。一般開(kāi)關(guān)電源適配器中作為誤差放大器,功耗是不可能達(dá)到500mW的。TL431的用法很多,如果將R端與K端連接,即等效一只2.5V/100mA的高精度穩(wěn)壓二極管。另外,TL431還可以組成2.5V~36V的可調(diào)并聯(lián)穩(wěn)壓電源供應(yīng)器。由TL431組成的取樣電路,由于其內(nèi)部比較器具有極高的增益,在使放大器動(dòng)作時(shí),取樣電路僅需輸入4微安以下的電流即可,因此對(duì)取樣分壓器的影響極小。
開(kāi)關(guān)電源適配器中用于取樣和誤差放大的典型應(yīng)用簡(jiǎn)化電路如圖所示。開(kāi)關(guān)電源輸出電壓Uo由R1、R2分壓,正常時(shí)得到2.5V的取樣電壓,送到TL431的控制端R。因?yàn)镽端電流極小,可以忽略,因而R1、R2的取值可以按輸出電源Uo與2.5V之比選取,即Uo=2.5*(1+R1/R2)。當(dāng)Uo上升時(shí),R端電壓升高,Ika增大,光耦合器發(fā)光二極管電流也增大,通過(guò)光耦合器次級(jí)控制開(kāi)關(guān)脈沖的脈寬減小,輸出電壓降到,起到了穩(wěn)定輸出電壓的作用。TL431和光電耦合器的工作電壓為Ui,一般取自開(kāi)關(guān)電源5~12V穩(wěn)壓電源,R3則限制TL431的電流Ika,使光電耦合器工作在線(xiàn)性區(qū)內(nèi)。由于TL431的比較器和放大器增益都較高,使用中常在K-R極之間接入RC電路,以防止寄生振蕩。
三端精密穩(wěn)壓器為集成電路,等效電路只是示意其內(nèi)部功能,實(shí)際內(nèi)部電路較為復(fù)雜。若用一般電阻法檢測(cè)是不容易判斷出其的好與壞的。當(dāng)開(kāi)關(guān)電源適配器出現(xiàn)失控或無(wú)輸出電壓故障時(shí),如果懷疑取樣誤差放大器發(fā)生故障,可根據(jù)上圖中的電路檢測(cè)TL431。Ui選擇小于35V的直流電壓,R1將電路短路電流限制在100mA以?xún)?nèi),R2、R3為控制極供電調(diào)整,選擇R3/R2+R3大于或等于2.5。當(dāng)調(diào)整R3時(shí),Uo能在2.5V~Ui之間均勻變化,則判斷三端精密穩(wěn)壓器TL431完全正常。
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