tl431是一種精密穩壓源,而pc817
圖1 tl431和pc817配合使用電路圖
接下來,以圖1為參考,將對電路圖當中的各項引數進行分析和講解。想要弄明白兩者之間的關係,就首先要確定圖1中tl431部分裡,r1、r3、r5、r6這四項引數的數值。設輸出電壓為vo,輔助繞組整流輸出電壓為12v。該電路利用輸出電壓與tl431構成的基準電壓比較,通過光電耦合器pc817的電流變化去控制top管的c極,從而改變pwm寬度,達到穩定輸出電壓的目的。因為被控物件是top管,因此首先要搞清top管的控制特性。從topswicth的技術手冊可知,流入控制腳c的電流ic與占空比d成反比關係,如圖2所示。
圖2 topswicth占空比與控制電流的關係
ic的電流應在2-6ma之間,pwm會線性變化,因此pc817三極體的電流ice也應在這個範圍變化。而ice是受二極體電流if控制的,通過pc817的vce與if的關係曲線(如圖3所示),可以正確確定pc817二極體正向電流if。從圖3可以看出,當pc817二極體正向電流if在3ma左右時,三極體的集射電流ice在4ma左右變化,而且集射電壓vce在很寬的範圍內線性變化,符合top管的控制要求。
圖3 pc817集射電壓vce與正向電流if的關係
因此可以確定選pc817二極體正向電流if為3ma。再看tl431的要求,從tl431的技術引數可知,vka在2.5v-37v變化時,ika可以在1ma到100ma內很大範圍的變化,一般選20ma即可,既可以穩定工作,又能提供一部分死負載。不過對於top器件因為死負載很小,只選3-5ma左右就可以了。
在式中,vo為輸出電壓、vr為參考電壓、vr=2.50v,先取r6乙個值,例如r6=10k,根據vo的值就可以算出r5了。
再來確定r1和r3。由前所述,pc817的if取3ma,先取r1的值為470ω,則其壓降為vr1=if* r1,由pc817技術手冊知,其二極體的正向壓降vf典型值為1.2v,則可以確定r3上的壓降vr3=vr1+vf,又知流過r3的電流ir3=ika-if,因此r3的值可以計算出來: r3=vr3/ir3= (vr1+vf)/( ika-if)
根據以上計算可以知tl431的陰極電壓值vka,vka=vo』-vr3,式中vo』取值比vo大0.1-0.2v即可,舉乙個例子,vo=15v,取r6=10k。r5=(vo/vr-1)r6=(15/2.5-1)*10=50k;取r1=470ω,if=3ma、vr1=if* r1=0.003*470=1.41v、vr3=vr1+vf=1.41+1.2=2.61v。
取ika=20ma、ir3=ika-if=20-3=17、r3= vr3/ ir3=2.61/17=153ω。
tl431的陰極電壓值vka、vka=vo』-vr3=15.2-2.61=12.59v。
結果:r1=470ω、r3=150ω、r5=10kω、r6=50k。
這樣就順利的求出了幾個關鍵電阻的阻值。但是可能有些朋友可能並沒有完全看懂,下面就附上技術高手的更詳細補充。
關於r6的數值,這個引數的阻值並不是隨意決定的。要考慮兩個因素,第一、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r6的電流為參考段電流的100倍以上,所以此電阻要小於2.5v/200ua=12.5k。第
二、待機功耗的要求。如有此要求,在滿足小於12.5k的情況下盡量取大值。
tl431要求有1ma的工作電流,也就是r1的電流接近於零時,也要保證tl431有1ma,所以r3≤1.2v/1ma=1.2k即可。除此以外也是功耗方面的考慮。r1的取值要保證top控制端取得所需要的電流,假設用pc817a,其ctr=0.8-1.6,取低限0.8,要求流過光二極體的最大電流為 6/0.8=7.5ma,所以r1的值≤(15-2.5-1.2)/7.5=1.5k,光二極體能承受的最大電流在50ma左右,tl431為100ma,所以我們取流過r1的最大電流為50ma,r1>(15-2.5-1.3)/50=226歐姆。
為了提公升低頻上的增益以及壓制低頻波紋,就需要r5c4製造乙個原點上的極點。也就是靜態誤差,r4c4形成乙個零點,來提公升相位,要放在頻寬頻率的前面來增加相位裕度,具體位置要看其餘功率部分在設計頻寬處的相位是多少,r4c4的頻率越低,其提公升的相位越高,當然最大只有90度,但其頻率很低時低頻增益也會減低,一般放在頻寬的1/5處,約提公升相位78度。
至此,從文章開頭的tl431與pc817的配合,到剛才提到的,關於tl431取樣補償部分除補償網路外,其他元件值的計算方法,到這裡就全部為大家介紹完畢。希望各位在閱讀過本篇文章後能夠對tl431和pc817之間的配合有進一步的了解。
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