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TL431反饋回路的分析和設計

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)電流基準源之一，熱穩(wěn)定性能好，性價比高，被廣泛應用于運放電路，比較器電路，ADC基準源，可調(diào)壓電源，開關電源等。在隔離開關電源電路中尤為常見，TL431常被用做運放配合線性光耦來完成電壓環(huán)的補償。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信號且在傳輸過程中會產(chǎn)生較大的傳輸誤差，為了消除光耦的傳輸誤差將TL431設計的誤差放大器放在光耦輸入側。一旦輸出電壓偏高，TL431的reference pin 電壓升高，相當于運放反向輸入端的電壓上升，TL431陰極相當于運放的輸出端，其電壓會有所下降，流過線性光耦二極管的電流變大，線性光耦三極管電流同時變大，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，從而實現(xiàn)整個反饋電壓的調(diào)節(jié)。其中，R3用來設置通過線性光耦二極管的電流，R5用來增加流過TL431的電流，R1、R2為輸出電壓采樣電阻，R4、C1、C2組成輸出電壓補償器。此處線性光耦以PC817為例，參照PC817的數(shù)據(jù)手冊，CTR=120%， If<5mA時，光耦的輸出特性較平緩，就會導致傳遞函數(shù)增益太大，不過按照圖中這種接法，Vce電壓是由RFB分壓得到的，即使If<5mA也沒問題，不過一般設計If為10mA左右。另TL431要求IKA>1mA，由于這里If已經(jīng)設定為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)部運放輸出，利用運放輸出電流過大時，輸出電壓下降的特性來實現(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Ic<5mA時，Ic就會對Ib的變化很敏感，可能會出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，因此這種接法僅適用于穩(wěn)態(tài)占空比較小的場合。

TL431和UC384X是開關電源應用中反激電路的常見組合，目前很多低壓應用也開始使用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，相對傳統(tǒng)TL431，有更好的精度。

設計電路中可以使用本文的原理選取TL431周邊參數(shù)來實現(xiàn)電壓閉環(huán)。

TL431反饋回路的分析和設計

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