TL431隔離式開關(guān)電源的補償

1、TL431隔離式開關(guān)電源的補償在TL431反饋網(wǎng)絡(luò)中組件值的效果并不明顯，但如果您了解傳遞 函數(shù)背后的基本方程，您就能快速補償隔離式電源。如果您曾設(shè)計過隔離式開關(guān)電源，那么您可能已經(jīng)意識到補償隔 離式電源比補償非隔離式電源更復(fù)雜。包含TL431與光耦合器的隔離 式電源很復(fù)雜，因為這種電源的電路中有兩個反饋環(huán)路。雖然許多論文已談及這個話題，但沒有多少資源簡要說明過您該 如何選擇電阻器和電容器值來形成補償和總環(huán)路響應(yīng)。簡單的解決之 道是借助齊納鉗位電路消除內(nèi)部環(huán)路。然而，這卻不必要地增加了組 件數(shù)量。稍稍了解一下基本方程，在TL431周圍選擇補償值就能像補 償降壓電路一樣易如反掌。圖1展示了反饋系

2、統(tǒng)。內(nèi)部反饋環(huán)路是由上拉電阻器（RD形成 的。該環(huán)路通常被稱為快速環(huán)路，因為輸出中的任何微擾均可立即影 響該路徑中的光耦合器電流。外部環(huán)路是通過電阻器分壓器和TL431 補償實現(xiàn)的返回路徑。這是速度較慢的環(huán)路，因為該環(huán)路中的補償組件會影響輸出電壓的響應(yīng)。VOUTINNER LOOPwin。Functional Biodk DiagramR5ww. diangon. com圖1：這種常見的TL431電路包含兩個反饋路徑。首先，讓我們考慮一下簡單的積分電路是什么樣子。要實現(xiàn)這一 點，我們只需在自己的電路中將R4設(shè)置成零歐姆。所得的傳遞函數(shù) 和增益坐標(biāo)圖（從“輸出電壓”到“反饋”）如圖2所示。有趣的

3、是, 我們有一個DC極點和一個由R3和C1形成的零點。由于內(nèi)部環(huán)路的 存在，零點有些反直觀。頻率高于這個零點時，增益只等于兩個電阻 器（R6和R1）的比乘以光電耦合器的電流傳輸比（CTR）。頻率在10kHz 以上時，光電耦合器帶寬會產(chǎn)生了一個可限制增益的極點。圖2：在TL431周圍集成電容器會產(chǎn)生一個零點請注意，無法通過在TL431周圍改變組件值把增益帶出電路。這 種限制在具有低輸出電壓的電源中（功率級增益往往很高）會成為一 個問題。我們可以改變R6和R1的比來減小增益，但這些電阻通常由 光耦合器所需的電流量來決定。如果設(shè)備中增益太大，通過添加與 R6并聯(lián)的電容器和電阻器最容易減小增益。這就形

4、成了一個極點一 零點對，該極點一零點的頻率必須設(shè)置得遠(yuǎn)低于整個環(huán)路的交叉頻 率。現(xiàn)在，當(dāng)我們設(shè)置R4時會發(fā)生什么？所得的增益和傳遞函數(shù)如 圖3所示。增益坐標(biāo)圖的總體形狀是不變的，但R4的值可影響零點 的位置。此外，頻率高于零點頻率時，R4還會影響增益。該增益按(R3+R4) /R3這一比例增加。這就為我們提供了向環(huán)路添加中頻帶 增益的方法(如果需要的話)。www. diangon. com圖3：添加一個電阻器會增加中頻帶增益作為一個實際的例子，請考慮一下具有220uF輸出電容器的電流 模式12V/12W反激式電路，其中設(shè)備具有最大負(fù)載時的增益和相位特 點(圖4)。該坐標(biāo)圖對應(yīng)的是從反饋節(jié)點到電

5、源輸出端的傳遞函數(shù)。 在這個系統(tǒng)中，我們所用光耦合器的CTR大約為1,而R1和R6均為 1k。因此，用算式CTR* (R6/R1)計算出的有效增益為OdB,而且 在這個例子中，這些參數(shù)對補償增益沒有影響。107040/Hwu2k 4Kwww. diangon. com圖4：待補償?shù)脑O(shè)備我們希望增加中頻帶增益，這樣我們就能穿過頻率接近5kHz的 環(huán)路。這可以拓寬我們的帶寬，還能保證交叉頻率遠(yuǎn)低于極點（由光 耦合器產(chǎn)生）頻率。我們用10Q的電阻器作為我們反饋分頻器中的 R3o用（R4+R3） /R3這一比值可增加大約16dB的增益，意味著我們 應(yīng)該將R4的值大約設(shè)置成50。最后，當(dāng)頻率為60Hz時我們要選 擇C1來設(shè)置零點，以便取消功率級的極點。使用圖3中的方程，C1 大概應(yīng)是0.047uF。所得補償環(huán)路如圖5所示。我們正在穿過頻率為 4kHz、相位裕度幾乎為80度的環(huán)路。當(dāng)頻率在20kHz以上時，您可 以看到光耦合器極點在發(fā)揮奇效，開始影響增益和相位。www. diangon. com圖5：被補償?shù)沫h(huán)路