完整word版TL431与TLP521光耦反馈电路几种连接方式及其工作原理

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  (完整word版)TL431与TLP521光耦反馈电路几种连接方式及其工作原理 (完整word版)TL431与TLP521光耦反馈电路几种连接方式及其工作原理 PAGE / NUMPAGES (完整word版)TL431与TLP521光耦反馈电路几种连接方式及其工作原理 在一般的隔绝电源中， 光耦隔绝反应是一种简单、 低成本的方式。 但关于光耦反应的各样连结方式及其差别， 当前还没有见到比较深入的研究。 并且在好多场合下， 因为对光耦的工作原理理解不够深入， 光耦接法杂乱， 常常致使电路不能够顺利工作。 本研究将详尽剖析光耦工作原理，并针对光耦反应的几种典型接法加以对照研究。 常有的几种连结方式及其工作原理 常用于反应的光耦型号有 TLP521 的特征。  、 PC817  等。这里以  TLP521  为例，介绍这种光耦 TLP521  的原边相当于一个发光二极管，原边电流  If  越大，光强越强，副边三极管的电 流 Ic 越大。副边三极管电流 Ic 与原边二极管电流 If 的比值称为光耦的电流放大系数，该 系数随气温变化而变化，且受温度影响较大。作反应用的光耦正是利用 “原边电流变化将导 致副边电流变化 ”来实现反应，所以在环境和温度变化强烈的场合，因为放大系数的温漂比较 大，应尽量不经过光耦实现反应。别的， 使用这种光耦一定注意设计外头参数，使其工作在 比较宽的线性带内，不然电路对运转参数的敏感度太强，不利于电路的稳固工作。 往常选择 TL431 联合 TLP521 进行反应。这时， TL431 的工作原理相当于一个内部基 准为 2.5 V 的电压偏差放大器，所以在其 1 脚与 3 脚之间，要接赔偿网络。 常有的光耦反应第 1 种接法，如图 1 所示。图中， Vo 为输出电压， Vd 为芯片的供电电 压。 com 信号接芯片的偏差放大器输出脚，或许把 PWM 芯片 ( 如 UC3525) 的内部电压误 差放大器接成同相放大器形式， com 信号则接到其对应的同相端引脚。注意左侧的地为输 出电压地，右侧的地为芯片供电电压地，二者之间用光耦隔绝。 常有的第 2 种接法， 图 1 所示接法的工作原理以下： 当输出电压高升时， TL431 的 1 脚( 相当于电压偏差放大器的反向输入端 ) 电压上涨， 3 脚 ( 相当于电压偏差放大器的输出脚 ) 电压降落，光耦 TLP521 的原边电流 If 增大，光耦的另一端输出电流 Ic 增大，电阻 R4 上 的电压降增大，  com  引脚电压降落，占空比减小，输出电压减小；反之，当输出电压降低 时，调理过程近似。 如图  2 所示。与第  1 种接法不一样的是，该接法中光耦的第  4 脚直接接到芯片的偏差放大器 输出端， 而芯片内部的电压偏差放大器一定接成同相端电位高于反相端电位的形式，  利用运 放的一种特征 —— 当运放输出电流过大 ( 超出运放电流输出能力 ) 时，运放的输出电压值将 降落，输出电流越大，输出电压降落越多。所以，采纳这种接法的电路，必定要把 PWM 芯片的偏差放大器的两个输入引脚接到固定电位上，且一定是同向端电位高于反向端电位， 使偏差放大器初始输出电压为高。 图 2 所示接法的工作原理是：当输出电压高升时，原边电流 If 增大， 输出电流 Ic 增大， 因为 Ic 已经超出了电压偏差放大器的电流输出能力， com 脚电压降落，占空比减小，输出 电压减小；反之，当输出电压降落时，调理过程近似。 常有的第 3 种接法，如图 3 所示。与图 1 基真相像，不一样之处在于图 3 中多了一个电 阻 R6 ，该电阻的作用是对  TL431  额外注入一个电流，防止  TL431  因注入电流过小而不可以 正常工作。实质上如适入选用电阻值  R3 ，电阻  R6  能够省略。调理过程基本上同图  1 接法 一致。 常有的第 4 种接法，如图 4 所示。该接法与第 2 种接法近似，差别在于 com 端与光耦 第 4 脚之间多接了一个电阻 R4 ，其作用与第 3 种接法中的 R6 一致，其工作原理基本同接法 2 。 2 各样接法的比较 在比较以前，需要对实质的光耦 曲线  的几个特征曲线作一下剖析。第一是  Ic-Vce 由图 5 、图 6 可知，当 If 小于 5 mA 时，If 的细小变化都将惹起 Ic 与 Vce 的强烈变化， 光耦的输出特征曲线缓和。 这时假如将光耦作为电源反应网络的一部分， 其传达函数增益非 常大。 关于整个系统来说， 一个特别高的增益简单惹起系统不稳固， 所以将光耦的静态工作 点设置在电流 If 小于 5 mA 是不合适的，设置为 5 ～ 10 mA 较合适。 别的，还需要剖析光耦的 Ic-If 曲线 能够看出，在电流 If 小于 10 mA 时， Ic-If 基本不变，而在电流 If 大于 10 mA 以后，光耦开始趋势饱和， Ic-If 的值跟着 If 的增大而减小。关于一个电源系统来说， 假如环路的增益是变化的，则将可能致使不稳固，所以将静态工作点设置在  If  过大处  ( 进而 输出特征简单饱和  ) ，也是不合理的。需要说明的是，  Ic-If  曲线是随气温变化的，可是温度 变化所影响的是在某一固定  If  值下的  Ic  值，对  Ic-If  比值基本无影响，曲线 ，不过温度高升，曲线整体下移，这个特征从  Ic-Ta  曲线 所示 ) 中可以发现。 由图 8 可以发现，在 If 大于 5 mA 时， Ic-Ta 曲线绝大多数都是相互平行的 依据上述剖析， 以下针对不一样的典型接法， 对照其特征以及合用范围。 本研究以实质的隔绝 半桥协助电源及反激式电源为例说明。 第 1 种接法中，接到电压偏差放大器输出端的电压是外面电压经电阻 R4 降压以后获得， 不受电压偏差放大器电流输出能力影响，光耦的工作点选用可以通过其外接电阻任意调理。 依据前方的剖析， 令电流 If 的静态工作点值大概为 10 mA ，对应的光耦工作时候的温度在 0 ～ 100 ℃变化，值在 20 ～15 mA 之间。一般 PWM 芯片的三角波幅值大小不超出 3 V，由 此选定电阻 R4 的大小为 670Ω ，并同时确立 TL431 的 3 脚电压的静态工作点值为 12 V， 那么能够选定电阻 R3 的值为 560Ω 。电阻 R1 与 R2 的值简单选用，这里取为 27 k 与

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