TL431開關(guān)電源電路中的應用

1、TL431的應用1、 介紹     后備式電源的安全運行需要將輸入和輸出隔離，這種隔離需要保證控制芯片不能直接對輸入和輸出電壓進行偵測。由于輸入控制輸出，一個用于控制輸出的誤差信號必須從輸出得到，這篇應用文章主要討論了一種應用 AS431 和光耦 4N27 實現(xiàn)電壓反饋的簡單方法。 2、 電源電路     圖一顯示了一種簡單的反激調(diào)整器，用電流型控制芯片 AS3842 控制輸出， AS431 被用來偵測輸出電壓的參考和反饋誤差放大器，并產(chǎn)生相應得誤差放大信號，然后誤差電壓信號轉(zhuǎn)化成誤差電流信號通過光耦 4N27 送到原邊。 3、 光耦

2、     目前，光耦器件制造廠商在光耦元件的處理以及封裝技術(shù)上得到了關(guān)鍵的提高，得到更好的傳輸比（ current transfer ratio CTR ）誤差和更長時間的可靠性。     當設(shè)計光耦反饋電路的時候，設(shè)計人員應該注意到光耦正向二極管的電流，因為它直接關(guān)系到器件的電流傳輸比 CTR 和器件長時間內(nèi)的可靠性，就像燈絲一樣，光耦二極管在遭受較高電流時將老化，損壞。光耦的增益帶寬隨著二極管正向電流增加而相應增加，帶寬的控制由輸出晶體管參數(shù)的變化來調(diào)制。值得一提的是，輸出晶體管基極和集電極間的米勒電容將使光耦的帶寬下降。一個好的

3、光耦反饋環(huán)不但需要提高整體可靠性，還需要保證系統(tǒng)的響應速度。 4、 設(shè)計實例參考     圖二顯示了反激電路電壓反饋環(huán)，為了保證 5V 電壓的穩(wěn)定輸出， Vcomp 必須跟隨輸出電壓，輸出電壓通過兩個 2.5k 的電阻分壓，結(jié)果送到 AS431 誤差反饋網(wǎng)絡(luò)，誤差反饋的輸出電壓 Vcathode 被轉(zhuǎn)化成與二極管成比例的電流信號，此處光耦起到隔離原邊二次側(cè)的作用，并產(chǎn)生與二極管電流成比例的集電極電流（即光耦的三極管的集電極），因為光耦連接到 Vcomp 腳，光耦輸出電流就是 Icomp 電流，在一般運行狀態(tài)下，更高的輸出電流促使 Vcathode 下降，導致流過光

4、耦二極管電流增加，發(fā)光二極管發(fā)光增強，使得三極管接受到的信號增加，使得集電極電流增加，即 Icomp 增加，從而使得 Vcomp 下降， Vcomp 下降使得 PWM 占空比減小，輸出電壓下降。 5、 光耦工作電流     此設(shè)計實例顯示了由最大 Icomp 決定的二極管工作電流，為了得到隨著 Icomp 線性變化的 Vcomp ，需要讓 Icomp 工作于稍大于最大 Icomp 源極電流的線性工作區(qū)。圖三顯示了其線性工作區(qū)     因為 Icomp 源極電流等于光耦輸出電流，所以光耦輸出電流同樣在 Icomp 線性區(qū)域內(nèi)調(diào)制，當知道

5、光耦輸出電流，我們就可以通過光耦資料上的輸出電流二極管電流對比圖得到，圖四顯示了 4N27 輸出電流同二極管電流的關(guān)系圖。     典型的 AS3842 最大的源極電流為 800 m A 。使用圖四，假定在 10mA 二極管電流處 CRT 為 0.1 ，則需要得到二極管 800 m Aicomp 需要的二極管電流為 8mA 。 6、 AC 增益分析     當光耦二極管電流確定了后，電阻 R1 就可以確定下來，限流電阻 R1 是為了保證輸出電壓可靠調(diào)整和合適的動態(tài)響應速度的， Vcathode 是二極管電流 Idiode 和 R1 的

6、一個函數(shù)，同時 Vcathode 必須大于 2.5V 以得到合適的工作特性。 (本人注：Vk 即為TL431陰極電壓)即 R1 162 取 82 Vk=3.14V R1 在電源控制環(huán)中也有很大的作用 , 下列等式是從小信號模型中得到 : （本人注：以上公式推導出，是在交流信號處理時，直流電源Vo相當于短路）在穩(wěn)態(tài)運行中 , V COMP 工作于線性區(qū)域 , 從式三 由等式 4: 7、 其他考慮     R2 ，一個 2K 的電阻并聯(lián)于二極管和 R1 ，目的是為了提供最小的陰極電流，確保在最小二極管電流工作情況下， AS431 能正常工作，另外，一個小的濾波電容連接在 Vcomp 腳邊，用于吸收從光耦到控制