ZHCAD91 October 2023 ATL431 , ATL431LI , TL431 , TL431LI , TLVH432
并聯(lián)基準需要最小陰極電流才能正常運行。該電流在每個器件的數(shù)據(jù)表中提供,并且在不同器件之間可能存在很大差異。使用偏置電阻來驗證這些并聯(lián)基準是否正常運行,以便偏置電流流入并聯(lián)基準陰極而不影響通過光耦合器的反饋信號。有兩種常見的拓撲可用于對 SSR 的并聯(lián)基準進行偏置;一種拓撲將偏置電阻與光耦合器二極管并聯(lián),而另一種拓撲則將該偏置電阻直接從系統(tǒng)輸出端置于并聯(lián)基準陰極。
如圖 2-4 所示,當偏置電阻 Rbias 與光耦合器二極管并聯(lián)時,最小偏置電阻一般可以用方程式 2 計算得出,其中 VF(drop) 是二極管的預(yù)期正向壓降,IKA(min) 是所選并聯(lián)基準的最小陰極電流。
光耦合器二極管兩端的正向壓降是非線性的,隨正向電流和溫度而變化。當反激式轉(zhuǎn)換器受到最大負載條件的影響時,光耦合器的穩(wěn)態(tài)正向電流為最小值(由于需要 PWM 控制器提供更高的功率輸出),這會降低光耦合器二極管的正向壓降。這表明在最大負載條件下,提供給并聯(lián)基準的偏置電流已最小化,這意味著在選擇 Rbias 時,可在方程式 2 中使用最小預(yù)期正向壓降 VF(drop),以防止反激式轉(zhuǎn)換器在最大負載條件下出現(xiàn)意外偏置不足。這可以確保并聯(lián)基準在所有負載條件下均會正確偏置。
在圖 2-4 所示的第二種拓撲中,反激式輸出與并聯(lián)基準陰極引腳之間建立了偏置電阻。并聯(lián)基準控制光耦合器電流并充當誤差放大器。為此拓撲選擇偏置電阻與之前的拓撲類似;但是,由于必須考慮光耦合器電阻兩端的額外壓降,因此該偏置電阻的預(yù)期壓降在不同負載條件下變化更大。
方程式 3 展示了用于計算最大偏置電阻 Rbias 的公式。陰極電壓 VKA 是由經(jīng)過次級側(cè)光耦二極管的預(yù)期反饋電流確定的,可以用輸出電壓 Vout 減去次級側(cè)光耦二極管和電阻的壓降計算出。將偏置電阻降至此計算值以下會使偏置電流升至高于 IKA(min),從而耗散額外功率,但性能沒有明顯改善。在最大負載條件下,預(yù)計流經(jīng)光耦合器二極管 IFB(次級)的反饋電流將低于空載條件(待機模式)下的該電流。這表明這些元件兩端的壓降有所減少,從而增大了并聯(lián)基準處的陰極電壓 VKA。因此,與第一種拓撲類似,偏置電流 Ibias 在不同負載條件下會發(fā)生變化,其中當反激式轉(zhuǎn)換器受到最大負載條件的影響時,偏置電流處于最小值。選擇偏置電阻 Rbias,以便在所需最大負載條件下為并聯(lián)基準提供最小陰極電流 IKA(min),從而使該基準在整個負載范圍內(nèi)都能正確偏置。
在這兩種拓撲結(jié)構(gòu)中,流入并聯(lián)基準陰極的電流 IKA 是流經(jīng)光耦合器二極管的電流 IF(drop) 和偏置電流 Ibias 的總和。施加到 REF 引腳的電壓決定了并聯(lián)基準分流到地的陰極電流大小。因此,人們可能認為增大 Ibias 會減小通過光耦合器二極管的電流 IF(drop),從而影響反饋環(huán)路;但情況并非如此。這是因為,當 REF 電壓接近內(nèi)部基準電壓時,并聯(lián)基準的跨導接近無窮大,如圖 2-5 所示。
圖 2-5 顯示,如果向并聯(lián)基準提供了過多的偏置電流,則 REF 電壓不需要明顯增大,即可將這個額外的電流分流到接地端。它會偏置到接近導通電流。這表明,對并聯(lián)基準進行過偏置不會對通過光耦合器二極管的反饋電流 IFB(secondary) 產(chǎn)生任何顯著影響。