KA_IX

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光耦+TL431的开关电源电压反馈电路

2020-11-6 11:32:48 显示全部楼层
来源:今日头条/和我一起学电子

先看一下整体电路
开关电源整体电路

影响电压反馈的电子元器件已经用红色符号标出,电路已经使用红色线标出
电压反馈部分
电压反馈部分

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
开始分析电路啦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
电流增大

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
光耦导通程度增大

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
只分析原理有什么用?实际上元器件怎么选值呢?同学们肯定很想知道具体的参数值,我们一起来计算一下吧
假定开关电源输出电压Vout= 12V
电路图

1.计算R2和R3的阻值
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)
电路变成这样了

我们只需要让TL431的参考极输入电压为2.5V就好了
假如R3为1K根据公式可以计算得R2等于3.8KR
2.设定流过光耦PC817的电流,计算R1
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
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

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
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
计算结果



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