引言

在眾多電路設計當中，TL431是一種被廣泛應用于開關電源的可控精密穩壓源。并且TL431擁有良好的參考電壓和運放，所以能夠很好的減少在控制回路上的成本投入。本篇文章主要對TL431的反饋回路設計進行了探討。

通常放大器反饋

如圖1,由運放和參考構成的電路(在非隔離電路通常由脈寬控制器提供)2型補償網絡.適用于被多數工程師采用的電流模控制.

低頻增益由R1 C1提供.數倍低于帶寬的頻率有一個零點,中頻帶增益由R2比R1決定.根據功率部分特性確定的高頻段,電路又是積分形式,增益由R1C2決定.

波特圖如下:

用TL431實現分立器件的功能沒什么不同.如圖2.

區別是1. R5上拉電阻(提供足夠電流)。2. 431電路驅動能力不強，但輸出接高阻抗，工作很好。也是一個2型補償網絡。

TL431 隔離應用

圖3是隔離的應用.

與圖2最大區別是輸出不是電壓Ve,而是光耦電流.電流由:TL431電壓增益;R5; Vo 決定.(圖2傳函與R5,Vo無關).C3代表光耦輸出電容和頻響rolloff.圖3也是一個2型補償網絡.

A. 低頻段:

TL431放大器由C1R1構成的積分器的增益高,是補償網絡的主導.

圖4a給出低頻等值電路

B. 中頻段:

TL431積分器達到單位增益,超過這點,積分器輸出減弱.然而總有Vo通過R5流過光耦提供增益(它是中頻段的主導).圖5給出中頻等值電路.交越頻率在中頻段,設計R5達到想要的交越頻率。

C. 高頻段:

高頻段遇到光耦自身的極點(由圖6a中C3代表).圖6b顯示光耦增益的折點.好的光耦能到10k.然而折點是偏值電流的函數.大電流對應高帶寬.在額定電流下取小R5.(有些R5被集成在控制器中不易改變)。

將低中高頻合成,還是一個2型補償網絡.

見到許多電路用TL431作為穩壓管,沒有在低頻得到好處(R1C1). 由于理解不好和沒有測量驗證,導致壞的瞬態響應和負載調整率。

TL431 回路測量

測量閉環頻響特性電路如圖8,也可以在C點測量.

二級濾波

在要求低噪聲的應用中用二級濾波,如圖9.R5在濾波電感前,另一路通過積分器,在濾波電感后.如果二級濾波諧振是衰減的并且諧振頻率超過補償網絡的第一個零點(TL431的單位增益頻率),則電路穩定.這是一個非常有用有趣的電路.二級濾波額外的相位延遲和極點通過積分器直接在回路中顯示出來,但當TL431增益的小于單位增益時(超過全部補償的零點時)這不改變回路的響應.

在R6的反饋支路,有一個擾動,這個擾動依賴于二級濾波諧振的衰減,但相位和沒有二級濾波一樣.

二級濾波回路的測試是一個問題,在C點測量是一個選擇,但由于原邊的高電壓和測試困難(這不是主要的,主要的是C點的阻抗高),可以把電感短路(但要保證諧振頻率超過補償網絡的第一個零點),在輸出端如圖8測量.

總結

如果輸出電壓足夠高TL431是一個好的選擇.如果光耦隔離,按本文的建議就可以得到大致好的設計.(如果是正規的設計公司和要成為高手,一定要有測量儀器,手段.)

經過本文的總結，相信大家對TL431在反饋回路當中的應用會有更進一步的了解和認識。在高電壓的環境下使用TL431的確是一個不錯的選擇，不僅能很大程度上減少成本的投入還能全面提升產品的品質，實在是一款性價比非常高的產品。