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TL431及光耦反馈电路计算方法详解

发布时间: 2024-10-09 11:35:33
来源: 电路一点通

一、TL431及光耦反馈电路

TL431以及光耦电路是反激的 副边反馈 类型电路中的常见应用。

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其反馈工作原理为：当副边的输出电压升高时，TL431的REF点采样电压也会升高，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增大，进而使得光耦三极管导通量增加，与之相连的电源IC电压反馈引脚VFB电压降低，经过IC内部的逻辑控制，使控制开关MOS的引脚输出占空比降低，输出电压也就降低了。反之，当副边输出电压降低，其工作原理相反。
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图1 TL431及光耦反馈

二、TL431电阻计算

2.1、R2的取值

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TL431的基准R极需要一个4uA的电流，采样电阻上的电流是基准电流的至少100倍，这样才不会影响采样电阻上的电压。那么：
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所以上图1中 R2最大不要超过6.25K，否则计算小于4uA。一般取2.2K~5.1K之间的电阻比较常见。
那么我们取R2=4.7K，假设输出电压Vo=5V，那么则取R1=4.7K。 参考下图TL431数据手册的计算公式 （基准电压Vref=2.5V）：
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2.2、 Rbias的取值

TL431是一个芯片，Rbias是给431供电的电阻。虽然还有光耦那一路在给TL431供电，但光耦也有电流很小的时候，所以Rbias必须在光耦电流接近为0时，还能为431正常供电。
光耦的压降一般为1.1V左右，由于在极限时光耦的电流接近0，所以RD上基本无压降，则Rbias两端压降也为1.1V。下图数据手册中可以得知IKA=1~100mA；
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那么我们可以通过计算知道：
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Rbias最大不要超过1.1K，否则计算结果小于1mA。一般取几百欧姆到1K之间的电阻比较常见。

2.3、 R D 的取值

RD取值要从芯片端开始说起，这里我们以常见电源芯片UC3842为例，芯片的第1脚，在内部由一个1mA的电流源，所以我们为了保证其工作，则光耦的光敏三极管端至少要在最大时，可以达到1mA，如果在最大的时候都达不到1mA，就有可能出问题。
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在计算前，我们先看光耦规格书的一些参数——传输比：
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假设，选的是EL817A的光耦，传输比为0.8-1.6，光敏三极管端流1mA时，则发光二极管端需要流 1mA/0.8 =1.25mA。注意这个1.25mA，是在极限的时候能达到1.25mA，也就是在TL431的KA极两端电压为2.5V时，光耦流过1.25mA。【REF极的电压越高则TL431 VKA的阻抗越小（也就是KA两端电压越低）；VKA两极电压，不会低于内部基准Vref，也就是最低时为2.5V】
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5V怎么来的？5V是光耦的VCE导通电压
从下图光耦的规格书中我们可以知道，光耦最大可以流过的电流只有60mA：
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既然光耦最大可以流过的电流只有60mA，那么取值应为：24R ≤ RD ≤ 1.12K。

三、总结

  1. 反馈TL431工作在线性区状态；
  2. R极的电压由R1和R2的电阻分压给定，与内部2.5V的Vref基准电压来比较；正常情况R极的电压在2.5V上下微弱的波动。
  3. R极的电压越高则TL431 VKA的阻抗越小（也就是KA两端电压越低）；VKA两极电压，不会低于Vref，也就是最低时为2.5V。
  4. R极的电压越低则TL431 VKA的阻抗越大（也就KA两端电压会越高）；
  5. VKA两极电压最高能达到多少是由输出电压来决定。
    作者：歡、

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