TL431工作条件:在选择电阻时必须保证通过阴极的电流要大于1MA
图(1)是TL431的典型接法,输出一个固定电压值,计算公式是: Vout = (R1+R2)*2.5/R2,
R2<12.5K欧。R2的取值,R2的值不是任意取的,要考虑两个因素:1)431参考输入端的电流,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. 2)待机功耗的要求,如有此要求,在满足《12。5K的情况下尽量取大值。
同时R3的数值应该满足1mA < (Vcc-Vout)/R3 < 500mA
参考链接:www.picavr/news/2008-01/2778.htm
在TOP 及3842等单端反激电路中的反馈电路很多都采用TL431,PC817作为参考、隔离、取样。现以TOPSwicth典型应用电路来说明TL431,PC817的配合问题。其电路如图1所示。 500) {sized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"> 对于图1的电路,就是要确定R1、R3、R5及R6的值。设输出电压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PC817二极管-三极管的电流变化去控制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。可以看出, 500) {sized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"> 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,我们通过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 500) {sized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"> 的范围内线性变化。符合TOP管的控制要求。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的技术参数知,Vka在2.5V-37V变化时,Ika可以在从1mA到100mA以内很大范围里变化,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。 确定了上面几个关系后,那几个电阻的值就好确定了。根据TL431的性能,R5、R6、Vo、Vr有固定的关系:Vo=(1+ R5/R6) Vr 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,则其上的压降为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道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 | |
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整个论述有一些不妥的地方。或者有一些地方说的不清楚。
resized R6的取值,R6的值不是任意取的,要考虑两个因素:1)431参考输入端的电流,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. 2)待机功耗的要求,如有此要求,在满足《12。5K的情况下尽量取大值。
431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431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=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,431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。要同时满足这两个条件:226<R1<1.5K;除此以外,R1的值影响开环的增益,传递函数R1在分母上,R1的具体取值在满足上面范围的情况下由环路设计决定。
R5的取值上面的计算没有什么问题。
R5C4形成一个在原点的极点,用于提升低频增益,来压制低频(100Hz)纹波和提高输出调整率,即静态误差,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初,约提升相位78度。
这就是431取样补偿部分除补偿网络以外其他元件值的完整的计算方法,对初级任何控制IC都使用,补偿网络的计算会在15号的研讨会上讲解。
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