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反馈回路 - TL431在开关电源反馈回路中的应用
来源：网络整理 作者：日 11:10
[导读] 介绍了TL431在开关电源反馈回路中的应用。介绍了TL431的内部结构和基本工作原理；TL431在反馈中的应用；TL431反馈的静态工作点的计算和设置；小信号环路设计。仿真验证了TL431在反馈回路中的作用。
　　输出电压（Vo）通过电阻分压后，与参考电压（Vref）比较。运放输出误差电压信号（Verr），从而控制流过光耦LED的电流Ie。通过光耦在原边产生电流Ic，由Ic在电阻Rc上产生反馈电压VFB。反馈电压再与控制芯片内部的比较器进行比较，产生控制开关管的占空比信号，从而使输出电压Vo在不同负载不同输入电压的情况下都能稳定在设置好的电压范围内。
　　图4TL431构成的反馈回路
　　②由TL431构成的反馈回路TL431内部集成了电压基准和差分运放，可以在反馈回路中用TL431替代分立的电压基准和运放。但是在实际运用中，TL431跟分立的电压基准和运放的工作原理并不完全相同，需要作进一步的分析和研究。由TL431构成的反馈回路如图4所示。
　　输出电压Vo通过电阻分压连接到TL431的电压基准引脚，当TL431电压基准引脚电压非常接近2．5V时，其内部的三级管工作在线性区，并从副边的辅助电源VCC抽取一个恒定的电流Ie。流过发光二极管的电流Ie会在光敏三级管上感应出与Ie成比例的电流Ic。
　　在工程中用光耦的电流传输比（CTR）来定义该比值：
　　CTR=Ic/Ie（1）
　　原边的反馈电压VFB，
　　VFB=VDD－Ic*Rc=VDD－Ie*CTR*Rc（2）
　　其中，VDD是原边的辅助电源电压，副边TL431的阴极电压：Verr=Vcc－Vd－Ie*Rled（3）其中，Vcc是副边的辅助电源电压，Vd是光耦发光二极管的导通压降。
　　VFB是反馈环路通过光耦隔离之后传递到原边控制芯片的误差信号，该信号跟芯片内部的斜坡信号（Vramp）进行比较来输出驱动信号的占空比（dutycycle），使输出电压在不同输入和负载条件下能够稳压，如图5所示。
　　图5反馈误差信号和占空比
　　如果开关电源的输出电压（Vo）需要增大时，相应的就需要增大驱动信号的占空比，从而反馈的误差信号（VFB）需要相应的增大，此时副边流过光耦发光二极管的电流Ie需要相应的减小。
　　Ie=（VDD－VFB）/（CTR*Rc）（4）
　　可以看出，副边反馈电流Ie跟输出电压密切相关。若使开关电源能够稳定工作，需对TL431反馈的静态工作点进行计算和合理设置。
　　3、TL431反馈的静态工作点的计算和设置
　　TL431直流等效模型可以等效为一个电压控制电压源，如图6所示。
　　图6TL431直流等效模型
　　计算TL431的开环电压增益，代入反馈环路中与发光二极管串联的电阻Rled。
　　Gain=&DVerr&DV=I&Rled&DV=gm&Rled（5）
　　其中，gm是TL431的跨导。
　　通过SImetrix仿真计算出TL431的Ref电压与阴极电流关系，如图7所示。
　　图7TL431基准电压与阴极电流关系
　　从上图可以看出，在阴极电流小于0．5mA时，TL431的跨导很小。在经过阴极电流0．5mA的拐点之后，跨导gm值大概为4A/V。假设一般情况下，取Rled为0．5k。
　　将Rled和gm值代入式（5），得到TL431开环电压增益Gain=66dB，此增益能够保证控制系统的输出电压精度满足工业系统的要求。因此在正常工作时，要保证TL431的阴极电流足够大，一般情况下要求大于1mA。
　　但是在实际设计过程中，某些PWM控制芯片内部比较器所需电流小于1mA，比如TI公司的LM5k系列控制芯片，该芯片的Comp引脚通过一个镜像电流源把光耦电流映射到内部，映射电流再通过内部的参考电压5V与5k上拉电阻产生误差信号与比较器进行比较产生占空比信号，其结构如图8所示。
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TL431的，上431背面电阻图帮忙看下要串，或者并多大电阻，还有哪个是一脚哪个是三脚，先在这里谢谢各位大侠了。
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上图[attachment=6569043][attachment=6569044]
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那个可调电阻可以调到10V 左右吧！
站内搜一下“TL431”，相关的修改文章很多的
TL431有字面对人，左边第一脚为R。
1. 背面电阻图帮忙看下要串，或者并多大电阻——无图无真相，你懂的2. 431字面朝向自己，引脚向下，从左至右为：控制脚（接上、下分压电阻，上、下分压电阻再分别接需要控制的电压正点和负，你的问题就接输出正、负），阳极（通常接地），阴极（通常接光耦原边的2脚）。3. 对于431，减小上分压电阻和/或加大下分压电阻，都能降低上、下分压电阻间电压。如果上、下分压电阻直接连在电源输出上的（你的12V不可能是这样，输出5V以下的有可能），那就直接降低输出电压。具体最好要看电路确认。
把那个1002的电阻换成7K左右的电阻，具体数值还得实验才能确定。
好的谢谢各位明天试试
:把那个1002的电阻换成7K左右的电阻，具体数值还得实验才能确定。 ( 22:52) 那我明天找找有没有这么大的贴片电阻
图中2551电阻和R19下面的三个焊点就是431的三个脚，麻烦各位看看[attachment=6569206]
不是有口水大法么。。。再用多圈可调电阻代替试。。。
:不是有口水大法么。。。再用多圈可调电阻代替试。。。 ( 13:13) 请问大侠 何为口水大发，如果用可调电阻的话把电阻并在哪两个脚上
:把那个1002的电阻换成7K左右的电阻，具体数值还得实验才能确定。 ( 22:52) 你好，我把1002 换成682&&电压变成21V了
:请问大侠 何为口水大发，如果用可调电阻的话把电阻并在哪两个脚上( 18:39)嬀/color]用棉签蘸点水（口水也行）接触电阻，引起输出电压变化的那个电阻，就可以用可调电阻来等值替换，然后慢慢调节可调电阻的阻值，看输出的电压变化，达到预想电压。焊下可调电阻，测其阻值，用相同或相近的电阻代替即可。
:你好，我把1002 换成682  电压变成21V了 ( 20:28) 不会吧，你是不是碰到旁边别的东西了，最好把电阻焊在PCB上后在线测一下电阻值，看是否跟预想的一样，DIY就是要多动手的。
:不会吧，你是不是碰到旁边别的东西了，最好把电阻焊在PCB上后在线测一下电阻值，看是否跟预想的一样，DIY就是要多动手的。 ( 20:39) 额 电阻都拆下来测量过么
:额 电阻都拆下来测量过么 ( 21:16) 都焊好，在板上测量，看阻值对不对。
:都焊好，在板上测量，看阻值对不对。&( 21:19)&还是买个可调电阻吧，反正以后要用
:还是买个可调电阻吧，反正以后要用 那就对了&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.
可能TL431已经报废了要去节能灯拆一个了
:可能TL431已经报废了要去节能灯拆一个了 ( 22:42) TL431的控制极。。往电源正级接一个电阻。往电源负极接一个电阻。。调整这两个电阻好像都能调整电压。。最好弄个可调电阻一点一点调。。不要一下调的过高。击穿保护元件。
:可能TL431已经报废了要去节能灯拆一个了&( 22:42)&节能灯里面好像没有tl431，只有13001什么的。
口水大法，字数
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在开关电源反馈回路TL431电路中，Rbias和C1是什么作用？是怎么工作的？
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happy丶馒头
happy丶馒头
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擅长：暂未定制
U1是精准稳压源取样用，R1、Rlower分压取样提供给U1与内部参考源比较输出误差电压控制U2发光管的亮度，Rbias是给U1提供偏置电流，C1可能要参考TL431原厂手册才能搞明白干吗用。水平有限，只能帮到这里了。
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重新安装浏览器，或使用别的浏览器TL431隔离式开关电源的补偿
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摘要: 　　在TL431反馈网络中组件值的效果并不明显，但如果您了解传递函数背后的基本方程，您就能快速补偿隔离式电源。 　　如果您曾设计过隔离式开关电源，那么您可能已经意识到补偿隔离式电源比补偿非隔离式电源更复杂。包含TL431与光耦
　　在TL431反馈网络中组件值的效果并不明显，但如果您了解传递函数背后的基本方程，您就能快速补偿隔离式。
　　如果您曾设计过隔离式，那么您可能已经意识到补偿隔离式电源比补偿非隔离式电源更复杂。包含TL431与光耦合器的隔离式电源很复杂，因为这种电源的电路中有两个反馈环路。
　　虽然许多论文已谈及这个话题，但没有多少资源简要说明过您该如何选择电阻器和器值来形成补偿和总环路响应。简单的解决之道是借助齐纳钳位电路消除内部环路。然而，这却不必要地增加了组件数量。稍稍了解一下基本方程，在TL431周围选择补偿值就能像补偿降压电路一样易如反掌。
　　图1展示了反馈系统。内部反馈环路是由上拉电阻器（R1）形成的。该环路通常被称为快速环路，因为输出中的任何微扰均可立即影响该路径中的光耦合器电流。外部环路是通过电阻器分压器和TL431补偿实现的返回路径。这是速度较慢的环路，因为该环路中的补偿组件会影响输出电压的响应。
　　图1：这种常见的TL431电路包含两个反馈路径。
　　首先，让我们考虑一下简单的积分电路是什么样子。要实现这一点，我们只需在自己的电路中将R4设置成零欧姆。所得的传递函数和增益坐标图（从“输出电压”到“反馈”）如图2所示。有趣的是，我们有一个DC极点和一个由R3和C1形成的零点。由于内部环路的存在，零点有些反直观。频率高于这个零点时，增益只等于两个电阻器（R6和R1）的比乘以光电耦合器的电流传输比（CTR）。频率在10kHz以上时，光电耦合器带宽会产生了一个可限制增益的极点。
　　图2：在TL431周围集成会产生一个零点
　　请注意，无法通过在TL431周围改变组件值把增益带出电路。这种限制在具有低输出电压的电源中（功率级增益往往很高）会成为一个问题。我们可以改变R6和R1的比来减小增益，但这些电阻通常由光耦合器所需的电流量来决定。如果设备中增益太大，通过添加与R6并联的电容器和电阻器最容易减小增益。这就形成了一个极点—零点对，该极点—零点的频率必须设置得远低于整个环路的交叉频率。
　　现在，当我们设置R4时会发生什么？所得的增益和传递函数如图3所示。增益坐标图的总体形状是不变的，但R4的值可影响零点的位置。此外，频率高于零点频率时，R4还会影响增益。该增益按（R3+R4）/R3这一比例增加。这就为我们提供了向环路添加中频带增益的方法（如果需要的话）。
　　图3：添加一个电阻器会增加中频带增益
　　作为一个实际的例子，请考虑一下具有220uF输出电容器的电流模式12V/12W反激式电路，其中设备具有最大负载时的增益和相位特点（图4）。该坐标图对应的是从反馈节点到电源输出端的传递函数。在这个系统中，我们所用光耦合器的CTR大约为1，而R1和R6均为1kΩ。因此，用算式CTR*（R6/R1）计算出的有效增益为0dB，而且在这个例子中，这些参数对补偿增益没有影响。
　　图4：待补偿的设备
　　我们希望增加中频带增益，这样我们就能穿过频率接近5kHz的环路。这可以拓宽我们的带宽，还能保证交叉频率远低于极点（由光耦合器产生）频率。我们用10Ω的电阻器作为我们反馈分频器中的R3。用（R4+R3）/R3这一比值可增加大约16dB的增益，意味着我们应该将R4的值大约设置成50Ω。最后，当频率为60Hz时我们要选择C1来设置零点，以便取消功率级的极点。使用图3中的方程，C1大概应是0.047uF。所得补偿环路如图5所示。我们正在穿过频率为4kHz、相位裕度几乎为80度的环路。当频率在20kHz以上时，您可以看到光耦合器极点在发挥奇效，开始影响增益和相位。
　　图5：被补偿的环路
　　总之，在TL431反馈网络中组件值的效果并不明显。但如果您理解了传递函数背后的基本方程，您就能快速补偿隔离式电源。通过一些实践，它可以变得像补偿简单降压电路一样轻而易举。
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