在反激电路设计中,TL431
光耦反馈参数的计算以及环路设计至关重要,它直接影响着电路的稳定性和输出电压的精度。下面我们将详细探讨其反馈过程、参数计算以及动态反馈补偿计算。
反馈的过程 当反激电路副边的输出电压升高时,TL431 参考端电压(R 端)也会随之升高。TL431 是一种精密可调并联稳压器,其内部由各种
晶体管构成。参考电压端连接运放的同相输入端,当参考端电压升高时,会使得 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会增大,进而使得光耦
三极管导通量增加。与光耦三极管相连的电源 IC 电压反馈引脚 VFB 电压降低,此时 PWM 控制器会控制
开关 MOS 引脚的输出占空比降低,终使输出电压降低。反之,当副边输出电压降低的时候,调节过程则相反。

反馈参数静态工作点的计算
R6 的计算 假设输出电压 VOUT 是 12V。TL431 要稳定工作,参考输入端的电流一般是 2uA 左右,其内部基准电压 VREF = 2.5V。为了避免此端口电流影响分压比以及电阻热噪声的影响,一般取流过电阻 R6 的电流为参考端电流的 100 倍数以上。同时,考虑到功耗的要求,R6 希望大一些。综合各方面因素,通常选取 R6 为 10kΩ。

R5 的计算
已知输出电压为 VOUT = 12V,TL431 的 VREF = 2.5V,由于通过 R5 和 R6 的电流近似相等,根据分压原理即可计算出 R5 的值。
R3 的计算
TL431 内部需要供电才能正常工作,R3 就是为 TL431 供电的电阻。正常情况下,光耦那一路会给 TL431 进行供电,但光耦电流也有很小的时候,当光耦电流接近零的时候,R3 要能为 TL431 进行供电。光耦的压降一般为 1.2V 左右,当光耦的电流接近零的时候,R1 上面基本上无压降,此时 R3 上面的压降是 1.2V。从数据手册中可以得知 IKA = 1 - 100mA,同时考虑到功耗,通常取 R3 为 1KΩ。
R1 的计算
R1 的取值要保证芯片控制端取得所需要的电流。假设电流为 1mA,并且 PC817 的 CTR(光耦的传输比)= 0.8 - 1.6,取 0.8。TL431 的阳极与阴极之间的电压差为 2.5V,光耦原边二极管的压降为 1.2V。光耦原边二极管导通电流在 50mA 左右,TL431 的电流为 100mA 左右,综合考虑,选择流过 R1 的电流为 50mA。
综上所述,TL431 工作在线性区状态,参考端电压由 R5 和 R6 的电阻分压确定,与内部 2.5V 的基准电压源进行比较。正常情况下,参考端 R 端的电压在 2.5V 上下波动。参考端 R 端的电压越高,则 TL431 VKA 的阻抗越小,即 KA 两端电压越低,但 KA 两端电压不会低于基准电压 2.5V;参考端 R 端的电压越低,则情况相反。
动态反馈补偿计算
R5 和 C4 形成一个在原点的极点,其作用是提升低频增益,从而限制低频(100HZ)纹波并提高输出调整率。R4 和 C4 形成一个零点,用于提升相位。这个零点一般放在带宽频率的前面,以增加相位裕度。具体位置要看其余功率部分在设计带宽处的相位是多少。R4 和 C4 的频率越低,其提升的相位越高,可达 90 度,但当频率很低时低频增益也会减低。通常将其放在带宽的 1/5 处,可以提升约 78 度相位。
通过对反激电路中 TL431 光耦反馈参数的准确计算和合理的环路设计,能够有效提高反激电路的性能和稳定性,确保输出电压的精准控制。