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TL431反饋回路的分析和設(shè)計(jì)

2019/2/20 18:30:05

管理員

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TL431（如圖一）是最常用的三端可調(diào)電流基準(zhǔn)源之一，熱穩(wěn)定性能好，性價(jià)比高，被廣泛應(yīng)用于運(yùn)放電路，比較器電路，ADC基準(zhǔn)源，可調(diào)壓電源，開(kāi)關(guān)電源等。在隔離開(kāi)關(guān)電源電路中尤為常見(jiàn)，TL431常被用做運(yùn)放配合線性光耦來(lái)完成電壓環(huán)的補(bǔ)償。如圖二所示（圖中L是為了降低輸出電壓紋波加的小電感）。

圖一

圖二

簡(jiǎn)要介紹反激電源閉環(huán)反饋回路原理：線性光耦只適合傳輸?shù)皖l信號(hào)且在傳輸過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的傳輸誤差，為了消除光耦的傳輸誤差將TL431設(shè)計(jì)的誤差放大器放在光耦輸入側(cè)。一旦輸出電壓偏高，TL431的reference pin 電壓升高，相當(dāng)于運(yùn)放反向輸入端的電壓上升，TL431陰極相當(dāng)于運(yùn)放的輸出端，其電壓會(huì)有所下降，流過(guò)線性光耦二極管的電流變大，線性光耦三極管電流同時(shí)變大，RFB電壓降變大，Vref電壓不變，所以comp電壓變小，UC3843內(nèi)部比較器反向輸入端電壓減小，占空比變小，輸出電壓下降，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)反饋電壓的調(diào)節(jié)。其中，R3用來(lái)設(shè)置通過(guò)線性光耦二極管的電流，R5用來(lái)增加流過(guò)TL431的電流，R1、R2為輸出電壓采樣電阻，R4、C1、C2組成輸出電壓補(bǔ)償器。此處線性光耦以PC817為例，參照PC817的數(shù)據(jù)手冊(cè)，CTR=120%， If<5mA時(shí)，光耦的輸出特性較平緩，就會(huì)導(dǎo)致傳遞函數(shù)增益太大，不過(guò)按照?qǐng)D中這種接法，Vce電壓是由RFB分壓得到的，即使If<5mA也沒(méi)問(wèn)題，不過(guò)一般設(shè)計(jì)If為10mA左右。另TL431要求IKA>1mA，由于這里If已經(jīng)設(shè)定為10mA，所以此處忽略R5。

另一種常見(jiàn)的接法是comp不接上拉電阻，直接接到芯片內(nèi)部運(yùn)放輸出，利用運(yùn)放輸出電流過(guò)大時(shí)，輸出電壓下降的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)。如果變換器穩(wěn)態(tài)占空比較大，Ic電流較小，當(dāng)Ic<5mA時(shí)，Ic就會(huì)對(duì)Ib的變化很敏感，可能會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，因此這種接法僅適用于穩(wěn)態(tài)占空比較小的場(chǎng)合。

TL431和UC384X是開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用中反激電路的常見(jiàn)組合，目前很多低壓應(yīng)用也開(kāi)始使用boost控制器搭建反激電路，如LM5022，LM3481等等。目前TI也有一些新的TL431產(chǎn)品，如TL431A, TL431B, ATL431等等，相對(duì)傳統(tǒng)TL431，有更好的精度。

設(shè)計(jì)電路中可以使用本文的原理選取TL431周邊參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓閉環(huán)。

TL431反饋回路的分析和設(shè)計(jì)

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