TL431反饋回路的分析和設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-03-15 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】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,開關(guān)電源等。在隔離開關(guān)電源電路中尤為常見,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是開關(guān)電源應(yīng)用中反激電路的常見組合,目前很多低壓應(yīng)用也開始使用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)。
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