精確控制成本 TL431在反饋回路中的應用

在眾多電路設計當中，TL431是一種被廣泛應用于開(kāi)關(guān)電源的可控精密穩壓源。并且TL431擁有良好的參考電壓和運放，所以能夠很好的減少在控制回路上的成本投入。本篇文章主要對TL431的反饋回路設計進(jìn)行了探討。

通常放大器反饋

如圖1,由運放和參考構成的電路(在非隔離電路通常由脈寬控制器提供)2型補償網(wǎng)絡(luò ).適用于被多數工程師采用的電流?？刂?

低頻增益由R1C1提供.數倍低于帶寬的頻率有一個(gè)零點(diǎn),中頻帶增益由R2比R1決定.根據功率部分特性確定的高頻段,電路又是積分形式,增益由R1C2決定.

波特圖如下:

用TL431實(shí)現分立器件的功能沒(méi)什么不同.如圖2.

區別是1.R5上拉電阻(提供足夠電流)。2.431電路驅動(dòng)能力不強，但輸出接高阻抗，工作很好。也是一個(gè)2型補償網(wǎng)絡(luò )。TL431隔離應用

圖3是隔離的應用.

與圖2最大區別是輸出不是電壓Ve,而是光耦電流.電流由:TL431電壓增益;R5;Vo決定.(圖2傳函與R5,Vo無(wú)關(guān)).C3代表光耦輸出電容和頻響rolloff.圖3也是一個(gè)2型補償網(wǎng)絡(luò ).

A.低頻段:

TL431放大器由C1R1構成的積分器的增益高,是補償網(wǎng)絡(luò )的主導.

圖4a給出低頻等值電路

B.中頻段:

TL431積分器達到單位增益,超過(guò)這點(diǎn),積分器輸出減弱.然而總有Vo通過(guò)R5流過(guò)光耦提供增益(它是中頻段的主導).圖5給出中頻等值電路.交越頻率在中頻段,設計R5達到想要的交越頻率。

C.高頻段:

高頻段遇到光耦自身的極點(diǎn)(由圖6a中C3代表).圖6b顯示光耦增益的折點(diǎn).好的光耦能到10k.然而折點(diǎn)是偏值電流的函數.大電流對應高帶寬.在額定電流下取小R5.(有些R5被集成在控制器中不易改變)。

D.合成:

將低中高頻合成,還是一個(gè)2型補償網(wǎng)絡(luò ).

見(jiàn)到許多電路用TL431作為穩壓管,沒(méi)有在低頻得到好處(R1C1).由于理解不好和沒(méi)有測量驗證,導致壞的瞬態(tài)響應和負載調整率。TL431回路測量

測量閉環(huán)頻響特性電路如圖8,也可以在C點(diǎn)測量.

二級濾波

在要求低噪聲的應用中用二級濾波,如圖9.R5在濾波電感前,另一路通過(guò)積分器,在濾波電感后.如果二級濾波諧振是衰減的并且諧振頻率超過(guò)補償網(wǎng)絡(luò )的第一個(gè)零點(diǎn)(TL431的單位增益頻率),則電路穩定.這是一個(gè)非常有用有趣的電路.二級濾波額外的相位延遲和極點(diǎn)通過(guò)積分器直接在回路中顯示出來(lái),但當TL431增益的小于單位增益時(shí)(超過(guò)全部補償的零點(diǎn)時(shí))這不改變回路的響應.

在R6的反饋支路,有一個(gè)擾動(dòng),這個(gè)擾動(dòng)依賴(lài)于二級濾波諧振的衰減,但相位和沒(méi)有二級濾波一樣.

二級濾波回路的測試是一個(gè)問(wèn)題,在C點(diǎn)測量是一個(gè)選擇,但由于原邊的高電壓和測試困難(這不是主要的,主要的是C點(diǎn)的阻抗高),可以把電感短路(但要保證諧振頻率超過(guò)補償網(wǎng)絡(luò )的第一個(gè)零點(diǎn)),在輸出端如圖8測量.

總結

如果輸出電壓足夠高TL431是一個(gè)好的選擇.如果光耦隔離,按本文的建議就可以得到大致好的設計.(如果是正規的設計公司和要成為高手,一定要有測量?jì)x器,手段.)

經(jīng)過(guò)本文的總結，相信大家對TL431在反饋回路當中的應用會(huì )有更進(jìn)一步的了解和認識。在高電壓的環(huán)境下使用TL431的確是一個(gè)不錯的選擇，不僅能很大程度上減少成本的投入還能全面提升產(chǎn)品的品質(zhì)，實(shí)在是一款性?xún)r(jià)比非常高的產(chǎn)品。