反激电路中TL431光耦反馈参数的计算,环路设计思路

反馈的过程

当副边的输出电压升高时,TL431参考端电压(R端)电压也会升高,使得TL431的导通量增加,同时光耦内部的发光二极管流过的电流也会增大,进而使得光耦三极管导通量增加,相连的电源IC电压反馈引脚VFB电压降低,则PWM控制器控制开关MOS引脚的输出占空比降低,输出电压就会降低。当副边输出电压降低的时候,调节过程会相反。

反馈参数静态工作点的计算

R6的计算

假设输出电压VOUT是12V。TL431内部是由各种晶体管构成的,如图所示

参考电压端连接运放的同相输入端,要想其稳定工作,参考输入端的电流一般是2uA左右,VREF=2.5V,为了避免此端口电流影响分压比以及电阻热噪声的影响,一般取流过电阻R6的电流为参考端电流的100倍数以上。

考虑到功耗的要求,R6希望大一些,综合考虑,R6为10k

R5的计算

输出电压为VOUT=12V,TL431的VREF=2.5V,通过R5和R6的电流近似相等,则有:

计算R3

TL431内部需要供电才能正常工作,R3是为TL431供电的电阻。正常时候光耦那一路在给TL431进行供电,但光耦电流也有很小的时候,在光耦电流接近零的时候,R3要能为431进行供电。

光耦的压降一般为1.2V左右,当光耦的电流接近零的时候,R1上面基本上无压降,此时R3上面的压降是1.2V. 下图数据手册中可以得知IKA=1~100mA;

同时考虑到功耗,取R3为1K.

计算R1

R1的取值要保证芯片控制端取得所需要的电流(假设最小电流为1mA,并且PC817的CTR=0.8-1.6,取最低0.8,CTR光耦的传输比),要求流过光二极管的最小电流:

TL431的阳极与阴极之间的电压差为2.5V,光耦原边二极管的压降为1.2V.

光耦原边二极管最大导通电流在50mA左右,TL431的为100mA左右,选择流过R1的最大电流为50mA

总结来说:

TL431工作在线性区状态;

参考端电压由R5和R6的电阻分压确定,与内部2.5V的基准电压源进行比较;正常情况下,参考端R端的电压在2.5V上下波动;

参考端R端的电压越高,则TL431 VKA的阻抗越小,即KA两端电压越低;KA两端电压,不会低于基准电压2.5V,参考端R端的电压越低,则会相反。

关于TL431的工作原理可以参考这篇文章:

TL431的稳压原理和用法,仿真验证_t431是如何稳压-CSDN博客

动态反馈补偿计算

R5,C4形成一个在原点的极点,用于提升低频增益,来限制低频(100HZ)纹波和提高输出调整率。R4,C4形成一个零点,来提升相位,放在带宽频率的前面增加相位裕度,具体位置要看其余功率部分在设计带宽处的相位是多少。R4,C4的频率越低,其提升的相位越高,最大只有90度,但在其频率很低时候低频增益也会减低,一般放在带宽的1/5出,可以提升约78度相位。

下面链接关于环路设计可以进行学习参考:

[合輯] 電源環路補償控制器與線路之基本概念與設計 1~9 合輯 (僅是整合,方便連續觀看,並加大音量,沒有重錄哦!)_哔哩哔哩_bilibili

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