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三输出隔离逆向稳压器

很多电压稳压器应用要求有多个输出,如计算机的电源或为满足汽车内的电压要求所用的稳压器。有些应用要求在稳压器的输入和输出间有保护性隔离和分离的地。LM2577简单开关逆向稳压器可满足这些要求,它具有多(3)个输出和输入-输出隔离。3个输出是:①5V,150mA;②7.5V,100mA;③-7.5V,70mA。表1给出它们的电性能指标。 

表1 电测试数据(V1=16V~36V)

输出电压 电源电压高速率(Io=满负载) 负载调整率(V1=26V) 输出纹波电压(25℃)

V01=5V 0.2% 0.04% 50mV

30mA~150mA

V02=7.5V 0.3% 3% 50mV

20mA~100mA

V03=-7.5V 0.3% 2% 50mV

12mA~70mA

LM2577逆向稳压器用4N27光耦合器来提供电隔离。光耦合器的基极电阻选择得足够大(47KΩ)以提供最小的基极电流,这使得光耦合器的二极管所需的驱动电流较小,但是也不能大到在稳压器的频率响应中引起一个极点。假若极点的频率低于稳压器环路的分隔频率,则将会产生稳定问题。因此,必须有额外的电路产生零来补偿环路中的额外极点。

LM385可调电压基准与电阻器R01和R02(见图1)根据方程:Vo=1.24V(1+R02/R01)设置主输出电压到5V±4%。LM385为光耦合器提供正比于输出电压的驱动电流(10mA左右)。由于LM385的高增益,所以LM2577的误差放大器被旁路,而反馈信号直接馈送到补偿引脚。环路中的误差放大器的增益单元加上LM385增益(光耦合器增益大约为1)产生一个非常大的总环路增益。这样一个大的环路增益使得环路很难达到稳定,因此旁路误差放大器。对于26V的稳压器输入电压和所有输出的满载,其频率响应具有1kHz分隔频率和90°相位裕度。逆向稳压器的工作模式是连续的,所以变压器需要一个大的初级电感(Lp=300μH)。采用Ferroxcube 812E250-3C8E磁芯,其初级线圈需要50匝。 

增加齐纳二极管电路(V2,R2,R1)为光耦合器晶体管提供大约20μA偏置电流,加在来自补偿引脚的电流(大约7μA)上。补偿引脚和齐纳二极管之间的隔离电阻器需要大到100KΩ,即在启动时补偿引脚将呈现足够大的电压,完全导通功率开关,强迫LM2577进入限流。另外,为了保证好的电源电压调整率,齐纳二极管的动态阻抗必须非常好。

由于反馈来自输出1,所以它的负载和电源电压调整率比其他两个输出的好,后者依赖于经变压器耦合的反馈。所有三个输出的输出纹波电压在很大程度上取决于所用的滤波电容器,采用另外高质量滤波电容器或另外的L-C滤波器电路可降低输出纹波电压。

图1 LM2577三输出隔离逆向稳压器