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  • TL431和PC817在开关电源反馈电路的设计及应用.pdfpdf,TL431和PC817在开关电源反馈电路的设计及应用.pdf
  • 开关电源反馈电路设计 TL431配合光耦反馈电路设计
  • 开关电源TL431与光耦参数配合调整.pdfpdf,开关电源TL431与光耦参数配合调整.pdf
  • 基于UC3843的反激式开关电源反馈电路设计pdf,基于UC3843的反激式开关电源反馈电路设计
  • 本文详细的介绍了PC817光耦隔离+TL431三端可编程稳压芯片的原理以及计算过程

    身边的很多小伙伴好像都对电源的反馈电路的计算以及原理不太了解,这里给大家系统的讲解一下:
    废话不都说,咱们直接上干货

    在分析电路前需要注意的关键点
    1.光耦的输入端(二极管端)的电流增大会致使输出端导通程度增大(既流过的电流增大)
    2.光耦的输入和输出端的电流遵循比值(光耦的CTR)
    3.输入TL431的参考极REF的电压增大,K极到A极导通程度会增大
    在这里插入图片描述
    其中红色部分标出的线路是对电压反馈部分有影响的电路。

    我们开始正式的分析电路

    从上面的关键点里我们知道,只要参考极的电压升高,TL431的K极到A极的导通电流就会增大
    在这里插入图片描述
    从电路图中可以看到,电阻R1和光耦PC817的输入端串联后和R5并联,再和TL431串联
    TL431的导通电流增大,光耦输入端电流也会增大,输出端电流增大,R4电压增大,PWM占空比降低
    反之输出电压低于设定电压,光耦导通程度降低,UC3842就会提高PWM占空比

    电路各部分参数计算

    上面我i们进行了原理的分析,接下来进行具体的参数计算
    假定开关电源输出电压Vout= 12V
    在这里插入图片描述
    1.计算R2和R3的阻值
    在这里插入图片描述
    *V0=(1+R1/R2)Vref
    TL431典型电路
    细心的同学可能会发现在反馈电路中找不到图中圈出的R的身影
    其实R已经变成变压器次级的绕组了(变压器可以实现阻抗匹配)
    在这里插入图片描述
    一般我们都将TL431的参考电压通过电阻分压设置到2.5V,假如R3为10K,计算得出R2取38K.

    2.设定流过光耦PC817的电流,计算R1
    在这里插入图片描述
    光耦输入电流IF和电流传输比的曲线图
    从曲线图中可以看到,光耦的CTR在IF为5~20mA时是比较平缓的
    我们从中选择一个电流,比如IF = 10mA
    在这里插入图片描述
    光耦的二极管压降
    电阻R1的计算需符合公式R1 <= (Vout - VF - Vref) / IF
    因为电阻R1所分到的电压加上光耦压降(1.2V)和TL431最小输出电压(2.5V)不可能大于输出电压,否则光耦电流IF将下降
    计算R1需小于等于830Ω,所以R1取510Ω
    3.计算R5
    假如光耦不工作时(光耦没有电流时),为使TL431正常工作,TL431最小需要流过1mA电流
    在这里插入图片描述
    R5两端电压为6.3V,所以R5需小于6.3KΩ,R5取4.7KΩ
    4.根据开关电源芯片计算R4
    在这里插入图片描述
    开关电源芯片UC3842内部电路
    通过芯片内部电路可以看到,VFB脚的输入电压是和2.5V进行比较的
    所以我们需要让VFB的输入电压是2.5V
    我们知道PC817-A光耦的IF在10mA时,CTR大约是130,所以光耦的输出端的电流是13mA
    2.5V/0.013A = 192Ω,所以R4 = 192Ω
    在这里插入图片描述

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    转载自《https://www.dianyuan.com/article/54404.html》

      开关电源反馈回路主要由光耦(如PC817)、电压精密可调并联稳压器(如TL431)等器件组成。要研究如何设计反馈回路,首先先要了解这两个最主要元器件的基本参数。
    一、光耦
    在这里插入图片描述
    PC817的基本参数如下表:
    在这里插入图片描述
    二、可调并联稳压器
    在这里插入图片描述
      由TL431的等效电路图可以看到,Uref是一个内部的2.5V 基准源,接在运放的反相输入端。由运放的特性可知,只有当REF 端(同相端)的电压非常接近Uref(2.5V)时,三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过,而且随着REF 端电压的微小变化,通过三极管VT的电流将从1 到100mA 变化。

      当然,该图绝不是TL431 的实际内部结构,所以不能简单地用这种组合来代替它。但如果在设计、分析应用TL431 的电路时,这个模块图对开启思路,理解电路都是很有帮助的。

      前面提到TL431 的内部含有一个2.5V 的基准电压,所以当在REF 端引入输出反馈时,器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流,控制输出电压。如下图所示的电路,当R1 和R2 的阻值确定时,两者对Vo 的分压引入反馈,若Vo 增大,反馈量增大,TL431 的分流也就增加,从而又导致Vo 下降。

      可见,这个深度的负反馈电路必然在Uref等于基准电压处稳定,此时Vo=(1+R1/R2)Vref。
    在这里插入图片描述
      选择不同的R1 和R2 的值可以得到从2.5V 到36V 范围内的任意电压输出,特别地,当R1=R2 时,Vo=5V。需要注意的是,在选择电阻时必须保证TL431 工作的必要条件,就是通过阴极的电流要大于1 mA 。

      了解了TL431和PC817的基本参数后,来看实际电路:
    在这里插入图片描述
    反馈回路主要关注R6、R8、R13、R14、C8这几个器件的取值。
    首先来看R13。
    R13、R14是TL431的分压电阻,首先应先确定R13的值,再根据Vo=(1+R14/R13)Vref 公式来计算R14的值。

    1.确定R13.、R14取值
    确定R13的值考虑以下两个条件:

    ①TL431 参考输入端的电流,一般此电流为2uA 左右,为了避免此端电流影响分压比和避免噪音的影响,一般取流过电阻R13 的电流为参考段电流的100 倍以上,所以此电阻要小于2.5V/200uA=12.5K。

    ②考虑到待机功耗及瞬态响应,若取值太小,则通过的电流大,根据P=I2R公式,待机功耗大;若取值太大,则通过的电流小,反馈回路瞬态响应将受到影响。故,R13在满足条件1的情况下尽量取中间值或大于中间值。

    本设计为5V/1.5A适配器设计,R13取5.6K,理论上要得到5V输出,R13与R14值相等即可,但考虑适配器实际应用存在线损,故选R14值略大于R13,取6.2K。

    计算得:Vo=(1+6.2/5.6)*2.5=5.26V,结合使用的输出线规格及线损,在输出满载情况下,线末端能够得到5V电压。

    2.确定R6、R8取值
    由输出为5V知a点电压略高于5V,取5.3V

    下图为TL431内部电路图,由图中可知,K端与R端相差一个PN节(即三极管工作在饱和状态时,K端将比R端电压高0.7V(硅管)),当开关电源工作时,下图中的Q1将工作在放大模式,根据三极管的放大特性,K端电压将比R端电压至少大0.7V,根据经验,K端电压比R端电压高1.5V~1.7V,即图3中的c点电压比d点电压高1.5V~1.7V,d点电压为TL431基准电压,为2.5V,则c点电压为4V~4.2V。
    在这里插入图片描述
    由光耦参数表可知,发光二极管正向压降为0.8~1.4V(取1V,IF为3~5mA时),这样可得b点电压为5V~5.2V

    由上述条件,我们已经计算出图2中
    a点电压为5.3V;
    b点电压为5~5.2V(取5.1V);
    c点电压为4~4.2V(取4.1V);
    d点电压为2.5V;

    由发光二极管参数知,IF<50mA,根据经验,IF一般取3mA。R8电阻是为TL431提供死区电流而设计的,查阅TL431参数知,要保证工作正常,TL431的Ika需大于1mA,小于100mA,一般取3~5mA。计算得R6=(5.3V-5.1V)/3~5mA =40Ω~67Ω。本设计取56R。R8<(1.2V/1mA)=1.2K,根据经验,一般取1K或470Ω

    3.确定C8取值
    有的电路设计中为提升低频增益,用一个电阻和一个电容串接于TL431控制端和输出端,来压制低频(100Hz)纹波和提高输出调整率,即静态误差,目的就是提升相位,要放在带宽频率的前面来增加相位裕度,具体位置要看其余功率部分在设计带宽处的相位是多少,电阻和电容的频率越低,其提升的相位越高,当然最大只有90 度,但其频率很低时低频增益也会减低,一般放在带宽的1/5 初,约提升相位78 度。根据计算,一般选用104电容或104电容与1K电阻串联。(具体计算比较复杂)

    以上数据仅为理论计算,具体应根据实际测试情况进行微调处理。

    展开全文
  • TL431作为一种可控的精密稳压源,具有价格低、性能高的特点,因此被大量应用在各种电子电路当中。本篇文章将为大家介绍TL43取样补偿当中的原件值计算。
  • 开关电源当中,对稳压反馈电路的设计通常会使用TL431和PC817来配合进行。在反激电源设计当中,反馈电路常常使用它们来作为参考。所以这两者的配合总是工程师们津津乐道的话题,本篇文章来自于论坛技术达

    原文地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/2014/1023/article_23788.html


        TL431是一种精密稳压源,而PC817是一种光电耦合器件。在开关电源当中,对稳压反馈电路的设计通常会使用TL431和PC817来配合进行。在反激电源设计当中,反馈电路常常使用它们来作为参考。所以这两者的配合总是工程师们津津乐道的话题,本篇文章来自于论坛技术达人,借助TOPSwicth的典型应用,来说明TL431和PC817的配合问题。

    首先,先来看一下基于TOPSwicth的,TL431和PC817配合使用电路图。


    图1 TL431和PC817配合使用电路图


    接下来,以图1为参考,将对电路图当中的各项参数进行分析和讲解。想要弄明白两者之间的关系,就首先要确定

    图1中TL431部分里,R1、R3、R5、R6这四项参数的数值。设输出电压为Vo,辅助绕组整流输出电压为12V

    该电路利用输出电压与TL431构成的基准电压比较,通过光电耦合器PC817的电流变化去控制TOP管的C极,从而

    变PWM宽度,达到稳定输出电压的目的。因为被控对象是TOP管,因此首先要搞清TOP管的控制特性。从

    TOPSwicth的技术手册可知,流入控制脚C的电流Ic与占空比D成反比关系,如图2所示。


    图2 TOPSwicth占空比与控制电流的关系

    Ic的电流应在2-6mA之间,PWM会线性变化,因此PC817三极管的电流Ice也应在这个范围变化。而Ice是受二

    极管电流If控制的,通过PC817的Vce与If的关系曲线(如图3所示),可以正确确定PC817二极管正向电流If

    从图3可以看出,当PC817二极管正向电流If在3mA左右时,三极管的集射电流Ice在4mA左右变化,而且集射电

    压Vce在很宽的范围内线性变化,符合TOP管的控制要求。


    图3 PC817集射电压Vce与正向电流IF的关系

    因此可以确定选PC817二极管正向电流If为3mA。再看TL431的要求,从TL431的技术参数可知,Vka在2.5V-37V

    变化时,Ika可以在1mA到100mA内很大范围的变化,一般选20mA即可,既可以稳定工作,又能提供一部分死

    负载。不过对于TOP器件因为死负载很小,只选3-5mA左右就可以了。

    上面的几个关系很重要,有它们的铺垫,文章开头我们提到的那几个电阻数值就比较容易确定了。根据TL431的

    性能,R5、R6、Vo、Vr有固定的关系:

    Vo=(1+ R5/R6) Vr

    在式中,Vo为输出电压、Vr为参考电压、Vr=2.50V,先取R6一个值,例如R6=10k,根据Vo的值就可以算出R5了

    再来确定R1和R3。由前所述,PC817的If取3mA,先取R1的值为470Ω,则其压降为Vr1=If* R1,由PC817技术

    册知,其二极管的正向压降Vf典型值为1.2V,则可以确定R3上的压降Vr3=Vr1+Vf,又知流过

    R3的电流Ir3=Ika-If,因此R3的值可以计算出来:

    R3=Vr3/Ir3= (Vr1+Vf)/( Ika-If)

    根据以上计算可以知TL431的阴极电压值Vka

    Vka=Vo-Vr3

    式中Vo’取值比Vo大0.1-0.2V即可,举一个例子,Vo=15V,取R6=10k。

    R5=(Vo/Vr-1)R6=(12/2.5-1)*10=50K,R1=470Ω,If=3mA

    Vr1=If* R1=0.003*470=1.41V

    Vr3=Vr1+Vf=1.41+1.2=2.61V

    Ika=20mA

    Ir3=Ika-If=20-3=17

    R3= Vr3/ Ir3=2.61/17=153Ω

    TL431的阴极电压值Vka

    Vka=Vo’-Vr3=15.2-2.61=12.59V

    结果:R1=470Ω、R3=150Ω、R5=50KΩ、R6=10K。

    这样就顺利的求出了几个关键电阻的阻值。但是可能有些朋友可能并没有完全看懂,下面就附上技术高手的更详细补充。

    关于R6的数值,这个参数的阻值并不是随意决定的。要考虑两个因素,第一、TL431参考输入端的电流。一般此电流为2uA左右,为了避免此端电流影响分压比和避免噪音的影响,一般取流过电阻R6的电流为参考段电流的100倍以上,所以此电阻要小于2.5V/200uA=12.5K。第二、待机功耗的要求。如有此要求,在满足小于12.5K的情况下尽量取大值。

    TL431要求有1mA的工作电流,也就是R1的电流接近于零时,也要保证TL431有1mA,所以R3≤1.2V/1mA=1.2K即可。除此以外也是功耗方面的考虑。R1的取值要保证TOP控制端取得所需要的电流,假设用PC817A,其CTR=0.8-1.6,取低限0.8,要求流过光二极管的最大电流为 6/0.8=7.5mA,所以R1的值≤(15-2.5-1.2)/7.5=1.5K,光二极管能承受的最大电流在50mA左右,TL431为100mA,所以我们取流过R1的最大电流为50mA,R1>(15-2.5-1.3)/50=226欧姆。为了提升低频上的增益以及压制低频波纹,就需要R5C4制造一个原点上的极点。也就是静态误差,R4C4形成一个零点,来提升相位,要放在带宽频率的前面来增加相位裕度,具体位置要看其余功率部分在设计带宽处的相位是多少,R4C4的频率越低,其提升的相位越高,当然最大只有90度,但其频率很低时低频增益也会减低,一般放在带宽的1/5处,约提升相位78度。

    至此,从文章开头的TL431与PC817的配合,到刚才提到的,关于TL431取样补偿部分除补偿网络外,其他元件值的计算方法,到这里就全部为大家介绍完毕。希望各位在阅读过本篇文章后能够对TL431和PC817之间的配合有进一步的了解。


        转载自:http://www.eeworld.com.cn/dygl/2014/1023/article_23788.html

    展开全文
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  • TL431和PC817在开关电源中的工作详解

    千次阅读 2018-11-22 16:04:28
    开关电源当中,对稳压反馈电路的设计通常会使用TL431和PC817来配合进行。在反激电源设计当中,反馈电路常常使用它们来作为参考。所以这两者的配合总是工程师们津津乐道的话题,本篇文章来自于论坛技术达人,借助...

    应用PC817和TL431在TOP芯片下的例子来讲解

    TL431 是一种精密稳压源,而PC817是一种光电耦合器件。在开关电源当中,对稳压反馈电路的设计通常会使用TL431和PC817来配合进行。在反激电源设计当中,反馈电路常常使用它们来作为参考。所以这两者的配合总是工程师们津津乐道的话题,本篇文章来自于论坛技术达人,借助TOPSwicth的典型应用,来说明TL431和PC817的配合问题。

    首先,先来看一下基于TOPSwicth的,TL431和PC817配合使用电路图。

    图1 TL431和PC817配合使用电路图

    接下来,以图1为参考,将对电路图当中的各项参数进行分析和讲解。想要弄明白两者之间的关系,就首先要确定图1中TL431部分里,R1、R3、R5、R6这四项参数的数值。设输出电压为Vo,辅助绕组整流输出电压为12V。该电路利用输出电压与TL431构成的基准电压比较,通过光电耦合器PC817的电流变化去控制TOP管的C极,从而改变PWM宽度,达到稳定输出电压的目的。因为被控对象是TOP管,因此首先要搞清TOP管的控制特性。从TOPSwicth的技术手册可知,流入控制脚C的电流Ic与占空比D成反比关系,如图2所示。

    图2 TOPSwicth占空比与控制电流的关系

    Ic的电流应在2-6mA之间,PWM会线性变化,因此PC817三极管的电流Ice也应在这个范围变化。而Ice是受二极管电流If控制的,通过PC817的Vce与If的关系曲线(如图3所示),可以正确确定PC817二极管正向电流If。从图3可以看出,当PC817二极管正向电流If在3mA左右时,三极管的集射电流Ice在4mA左右变化,而且集射电压Vce在很宽的范围内线性变化,符合TOP管的控制要求。

    图3 PC817集射电压Vce与正向电流IF的关系


    因此可以确定选PC817二极管正向电流If为3mA。再看TL431的要求,从TL431的技术参数可知,Vka在2.5V-37V变化时,Ika可以在1mA到100mA内很大范围的变化,一般选20mA即可,既可以稳定工作,又能提供一部分死负载。不过对于TOP器件因为死负载很小,只选3-5mA左右就可以了。

    上面的几个关系很重要,有它们的铺垫,文章开头我们提到的那几个电阻数值就比较容易确定了。根据TL431的性能,R5、R6、Vo、Vr有固定的关系:Vo=(1+ R5/R6) Vr

    在式中,Vo为输出电压、Vr为参考电压、Vr=2.50V,先取R6一个值,例如R6=10k,根据Vo的值就可以算出R5了。

    再来确定R1和R3。由前所述,PC817的If取3mA,先取R1的值为470Ω,则其压降为Vr1=If* R1,由PC817技术手册知,其二极管的正向压降Vf典型值为1.2V,则可以确定R3上的压降Vr3=Vr1+Vf,又知流过R3的电流Ir3=Ika-If,因此R3的值可以计算出来: R3=Vr3/Ir3= (Vr1+Vf)/( Ika-If)

    根据以上计算可以知TL431的阴极电压值Vka,Vka=Vo’-Vr3,式中Vo’取值比Vo大0.1-0.2V即可,举一个例子,Vo=15V,取R6=10k。R5=(Vo/Vr-1)R6=(12/2.5-1)10=50K;取R1=470Ω,If=3mA、Vr1=If R1=0.003*470=1.41V、Vr3=Vr1+Vf=1.41+1.2=2.61V。

    取Ika=20mA、Ir3=Ika-If=20-3=17、R3= Vr3/ Ir3=2.61/17=153Ω。

    TL431的阴极电压值Vka、Vka=Vo’-Vr3=15.2-2.61=12.59V。

    结果:R1=470Ω、R3=150Ω、R5=10KΩ、R6=50K。

    这样就顺利的求出了几个关键电阻的阻值。但是可能有些朋友可能并没有完全看懂,下面就附上技术高手的更详细补充。

    关于R6的数值,这个参数的阻值并不是随意决定的。要考虑两个因素,第一、TL431参考输入端的电流。一般此电流为2uA左右,为了避免此端电流影响分压比和避免噪音的影响,一般取流过电阻R6的电流为参考段电流的100倍以上,所以此电阻要小于2.5V/200uA=12.5K。第二、待机功耗的要求。如有此要求,在满足小于12.5K的情况下尽量取大值。

    TL431要求有1mA的工作电流,也就是R1的电流接近于零时,也要保证TL431有1mA,所以R3≤1.2V/1mA=1.2K即可。除此以外也是功耗方面的考虑。R1的取值要保证TOP控制端取得所需要的电流,假设用PC817A,其CTR=0.8-1.6,取低限0.8,要求流过光二极管的最大电流为 6/0.8=7.5mA,所以R1的值≤(15-2.5-1.2)/7.5=1.5K,光二极管能承受的最大电流在50mA左右,TL431为100mA,所以我们取流过R1的最大电流为50mA,R1>(15-2.5-1.3)/50=226欧姆。

    为了提升低频上的增益以及压制低频波纹,就需要R5C4制造一个原点上的极点。也就是静态误差,R4C4形成一个零点,来提升相位,要放在带宽频率的前面来增加相位裕度,具体位置要看其余功率部分在设计带宽处的相位是多少,R4C4的频率越低,其提升的相位越高,当然最大只有90度,但其频率很低时低频增益也会减低,一般放在带宽的1/5处,约提升相位78度。

    至此,从文章开头的TL431与PC817的配合,到刚才提到的,关于TL431取样补偿部分除补偿网络外,其他元件值的计算方法,到这里就全部为大家介绍完毕。希望各位在阅读过本篇文章后能够对TL431和PC817之间的配合有进一步的了解。

    展开全文
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  • 开关电源的稳压反馈通常都使用TL431 和PC817,如输出电压要求不高,也可以使用稳压二极管和PC817,下面我来通过以下典型应用电路来说明TL431,PC817 的配合问题。
  • 众所周知,TL431开关电源(SMPS)反馈环路中是参考电压。该器件结合了参考电压与集电极开路误差放大器,具有操作简单和成本低廉等优点。虽然TL431已在业内被长期广泛采用,但一些设计人员仍会忽略它的偏置电流,以致...
  • 开关电源一般多用于小型的通信基站和没有人看守的机房,一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成,做为电源产品所以必须配备电池管理,充放电管理,电压保护等功能。做为IDC数据机房常用产品对于电压的控制精度...
  • 当输出电压发生波动时,经R3、R4分压后得到取样电压,就与TL431的基准电压进行比较,产生一个外部控制信号,再通过光耦合器PC817A来改变TOP414G控制端电流,进而调节占空比使Uo趋于稳定。控制环路的增益是由R2来设定...
  • TL494开关电源设计

    2013-04-27 20:46:09
    关于TL494的开关电源设计,介绍了TL494为控制电路核心的智能开关稳压电源的设计.其采用先进的电压、电流双闭环控制技术,既能 通过电压反馈控制稳定输出电压,又能通过电流反馈对过流和输出短路故障实施可靠的保护...
  • 开关电源之光耦隔离反馈

    千次阅读 2021-01-27 13:26:30
    开关电源之光耦隔离反馈1.前言2.光耦隔离的原理2.1光耦工作原理2.1.1 术语2.1.2 工作原理2.1.3 主要参数2.2 TL431的原理及应用2.2.1 TL431的原理2.2.2 TL431的应用2.3 隔离电路原理3.应用电路 1.前言 开关电源原副边...
  • TL431与PC817光耦在开关电源中的应用,本设计的基准电压和反馈电路采用常用的三端稳压器TL431来完成,在反馈电路的应用中运用采样电压通过TL431限压,再通过光电耦合器PC817把电压反馈到SG3525的COMP端
  • 教你计算TL431多路取样电阻,教你计算TL431多路取样电阻,教你计算TL431多路取样电阻

空空如也

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