精確控制成本 TL431在反饋回路中的應(yīng)用

在眾多電路設(shè)計(jì)當(dāng)中，TL431是一種被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源的可控精密穩(wěn)壓源。并且TL431擁有良好的參考電壓和運(yùn)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(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

通常放大器反饋

如圖1，由運(yùn)放和參考構(gòu)成的電路（在非隔離電路通常由脈寬控制器提供）2型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。適用于被多數(shù)工程師采用的電流模控制。

低頻增益由R1 C1提供。數(shù)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(jù)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(xiàn)分立器件的功能沒什么不同。如圖2.

區(qū)別是1. R5上拉電阻（提供足夠電流）。2. 431電路驅(qū)動(dòng)能力不強(qiáng)，但輸出接高阻抗，工作很好。也是一個(gè)2型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。TL431 隔離應(yīng)用

圖3是隔離的應(yīng)用。

與圖2最大區(qū)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(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。

A. 低頻段：

TL431放大器由C1R1構(gòu)成的積分器的增益高，是補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)。

圖4a給出低頻等值電路

B. 中頻段：

TL431積分器達(dá)到單位增益，超過這點(diǎn)，積分器輸出減弱。然而總有Vo通過R5流過光耦提供增益（它是中頻段的主導(dǎo)）。圖5給出中頻等值電路。交越頻率在中頻段，設(shè)計(jì)R5達(dá)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(shù)。大電流對應(yīng)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）。

將低中高頻合成，還是一個(gè)2型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。

見到許多電路用TL431作為穩(wěn)壓管，沒有在低頻得到好處（R1C1）。 由于理解不好和沒有測量驗(yàn)證，導(dǎo)致壞的瞬態(tài)響應(yīng)和負(fù)載調(diào)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(yīng)用中用二級濾波，如圖9.R5在濾波電感前，另一路通過積分器，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補(bǔ)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(wěn)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)通過積分器直接在回路中顯示出來，但當(dāng)TL431增益的小于單位增益時(shí)（超過全部補(bǔ)償?shù)牧泓c(diǎn)時(shí)）這不改變回路的響應(yīng)。

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

二級濾波回路的測試是一個(gè)問題，在C點(diǎn)測量是一個(gè)選擇，但由于原邊的高電壓和測試?yán)щy（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補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)零點(diǎn)），在輸出端如圖8測量。

總結(jié)

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(shè)計(jì)。（如果是正規(guī)的設(shè)計(jì)公司和要成為高手，一定要有測量儀器，手段。）

經(jīng)過本文的總結(jié)，相信大家對TL431在反饋回路當(dāng)中的應(yīng)用會(huì)有更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)。在高電壓的環(huán)境下使用TL431的確是一個(gè)不錯(cuò)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)在是一款性價(jià)比非常高的產(chǎn)品。
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