最詳細的開關(guān)電源反饋回路設(shè)計

開關(guān)電源反饋回路設(shè)計開關(guān)電源反饋回路主要由光耦（如PC817）、電壓精密可調(diào)并聯(lián)穩(wěn)壓器（如TL431）等器件組成。要研究如何設(shè)計反饋回路，首先先要了解這兩個最主要元器件的基本參數(shù)。1、光耦PC817的基本參數(shù)如下表：■垠大絶臟值（丁*2亍C）碧數(shù)符號羅定懂摘金正向電流IF50niA正向濟強電流1FM1A阪向屯馬'.'F6V功耗P70戚輸出VCEO35VVECQ6'V巢曲板電菰IC50niAPC'ISOnWPtot200niW琳離電樂Viso5000VrniE工作溫疲Topr-30to+100P存儲遍度T^tg-55to+125r焊接溫度Tsoi260c■光電特性(Ta=25iC)丁號託件戦輸人IE向電壓VFIF=20mA-■..21.4V正向幄值電壓UtMIFM=O.5A-一3.0VIRVr=+v■-1011ACtV=0:f=lKHZ-50250pF出巣電展際電流ICEOVCE^2QV-_io7A轉(zhuǎn)巷性CIRIF=5mA.Vce=^u50600%集屯極境射領(lǐng)泡利屯UVCEjsatyIf=20J^3,lc=1mA-0.10.2V隔錨電隕RjiGDCjD0Y40to60^oRH1011-oCfV=O>1MHZ-06L.0PF戕止頻率&Vce=5V,1c=2nARl=1M<ir3d&-￡0-KHZ喻感時崗上升時間tT■VCE=2弋k=2m^RlTCWQ-41SuS下隆吋問tf-51EuS

2、可調(diào)并聯(lián)穩(wěn)壓器由TL431的等效電路圖可以看到，Uref是一個內(nèi)部的2.5V基準(zhǔn)源，接在運放的反相輸入端。由運放的特性可知，只有當(dāng)REF端(同相端)的電壓非常接近Uref(2.5V)時，三極管中才會有一個穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過三極管VT的電流將從1至到100mA變化。當(dāng)然，該圖絕不是TL431的實際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以不能簡單地用這種組合來代替它。但如果在設(shè)計、分析應(yīng)用TL431的電路時，這個模塊圖對開啟思路，理解電路都是很有幫助的。前面提到TL431的內(nèi)部含有一個2.5V的基準(zhǔn)電壓，所以當(dāng)在REF端引入輸出反饋時，器件可以通過從陰極到陽極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。如圖2所示的電路，當(dāng)R1和R2的阻值確定時，兩者對Vo的分壓引入反饋，若Vo增大，反饋量增大，TL431的分流也就增加，從而又導(dǎo)致Vo下降。顯見，這個深度的負反饋電路必然在Uref等于基準(zhǔn)電壓處穩(wěn)定，此時Vo=(1+R1/R2)Vref。選擇不同的R1和R2的值可以得到從2.5V到36V范圍內(nèi)的任意電壓輸出,特別地，當(dāng)R1=R2時，Vo=5V。需要注意的是，在選擇電阻時必須保證TL431工作的必要條件，就是通過陰極的電流要大于1mA。

了解了TL431和PC817的基本參數(shù)后，來看實際電路:G呂導(dǎo)b?.R21-''JD2-'-1&DV'Vcub1--is-了解了TL431和PC817的基本參數(shù)后，來看實際電路:G呂導(dǎo)b?.R21-''JD2-'-1&DV'Vcub1--is-FQB17EGND-tr..ca圖3反饋回路主要關(guān)注R6、R8、R13、R14、C8這幾個器件的取值。首先來看R13。R13、R14是TL431的分壓電阻，首先應(yīng)先確定R13的值，再根據(jù)Vo=(1+R14/R13)Vref公式來計算R14的值。確定R13.、R14取值確定R13的值考慮以下兩個條件:1、TL431參考輸入端的電流，一般此電流為2uA左右，為了避免此端電流影響分壓比和避免噪音的影響，一般取流過電阻R13的電流為參考段電流的100倍以上，所以此電阻要小于2.5V/200uA=12.5K。2、考慮到待機功耗及瞬態(tài)響應(yīng)，若取值太小，則通過的電流大，根據(jù)P=I狠公式，待機功耗大；若取值太大，則通過的電流小，反饋回路瞬態(tài)響應(yīng)將受到影響。故，R13在滿足條件1的情況下盡量取中間值或大于中間值。本設(shè)計為5V/1?5A適配器設(shè)計，R13取5.6K,理論上要得到5V輸出，R13與R14值相等即可，但考慮適配器實際應(yīng)用存在線損，故選R14值略大于R13,取6.2K。計算得：Vo=（1+6.2/5.6）*2.5=5.26V,結(jié)合使用的輸出線規(guī)格及線損，在輸出滿載情況下，線末端能夠得到5V電壓。2.確定R6、R8取值由輸出為5V知a點電壓略高于5V，取5.3V圖4為TL431內(nèi)部電路圖，由圖中可知，K端與R端相差一個PN節(jié)（即三極管工作在飽和狀態(tài)時，K端將比R端電壓高0.7V（硅管）），當(dāng)開關(guān)電源工作時，下圖中的Q1將工作在放大模式，根據(jù)三極管的放大特性，K端電壓將比R端電壓至少大0.7V,根據(jù)經(jīng)驗，K端電壓比R端電壓高1?5V~1?7V，即圖3中的c點電壓比d點電壓高1.5V~1.7V，d點電壓為TL431基準(zhǔn)電壓，為2.5V，則c點電壓為4V~4?2V。CQ1RepresentativeSchematicIDiagramComponentvaluesarenominal>4OkCQ1RepresentativeSchematicIDiagramComponentvaluesarenominal>4OkAnotefA.}圖4由光耦參數(shù)表可知，發(fā)光二極管正向壓降為0.8~1.4V（取IV,IF為3~5mA時）,這樣可得b點電壓為5V~5?2V由上述條件，我們已經(jīng)計算出圖2中a點電壓為5.3V；b點電壓為5~5.2V（取5.1V）；c點電壓為4~4.2V（取4.1V）；d點電壓為2.5V；由發(fā)光二極管參數(shù)知，IF<50mA，根據(jù)經(jīng)驗，IF—般取3mA。R8電阻是為TL431提供死區(qū)電流而設(shè)計的，查閱TL431參數(shù)知，要保證工作正常，TL431的Ika需大于1mA,小于100mA，一般取3~5mA。計算得R6=（5?3V-5?lV）/3~5mA=40Q~67Q。本設(shè)計取56R。R8<（1?2V/lmA）=l?2K,根據(jù)經(jīng)驗，一般取1K或470Q確定C8取值有的電路設(shè)計中為提升低頻增益，用一個電阻和一個電容串接于TL431控制端和輸出端，來壓制低頻（100Hz）紋波和提高輸出調(diào)整率，即靜態(tài)誤差，目的就是提升相位，要放在帶寬頻率的前面來增加相位裕度，具體位置要看其余功率部分在設(shè)計帶寬處的相位是多少，