关于PC817和TL431的配合问题发表一点我的体会,希望同行讨论

作者:李升元

在TOP 及3842等单端反激电路中的反馈电路很多都采用TL431,PC817作为参考、隔离、取样.现以TOPSwicth典型应用电路来说明TL431,PC817的配合问题.其电路如图1所示.

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对于图1的电路,就是要确定R1、R3、R5及R6的值.设输出电压Vo,辅助绕组整流输出电压为12V.该电路利用输出电压与TL431构成的基准电压比较,通过光电耦合器PC817二极管-三极管的电流变化去控制TOP管的C极,从而改变PWM宽度,达到稳定输出电压的目的.因为被控对象是TOP管,因此首先要搞清TOP管的控制特性.从TOPSwicth的技术手册可知流入控制脚C的电流Ic与占空比D成反比关系.如图2所示.可以看出,

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   Ic的电流应在2-6mA之间,PWM会线性变化,因此PC817三极管的电流Ice也应在这个范围变化.而Ice是受二极管电流If控制的,我们通过PC817的Vce与If的关系曲线(如图3所示)可以正确确定PC817二极管正向电流If.从图3可以看出,当PC817二极管正向电流If在3mA左右时,三极管的集射电流Ice在4mA左右变化,而且集射电压Vce在很宽

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的范围内线性变化.符合TOP管的控制要求.因此可以确定选PC817二极管正向电流If为3mA.再看TL431的要求.从TL431的技术参数知,Vka在2.5V-37V变化时,Ika可以在从1mA到100mA以内很大范围里变化,一般选20mA即可,既可以稳定工作,又能提供一部分死负载.不过对于TOP器件因为死负载很小,只选3-5mA左右就可以了.
   确定了上面几个关系后,那几个电阻的值就好确定了.根据TL431的性能,R5、R6、Vo、Vr有固定的关系:Vo=(1+ R5/R6) Vr
   式中,Vo为输出电压,Vr为参考电压,Vr＝2.50V,先取R6一个值,例如R6＝10k,根据Vo的值就可以算出R5了.
   再来确定R1和R3.由前所述,PC817的If取3mA,先取R1的值为470Ω,则其上的压降为Vr1＝If* R1,由PC817技术手册知,其二极管的正向压降Vf典型值为1.2V,则可以确定R3上的压降Vr3＝Vr1+Vf,又知流过R3的电流Ir3＝Ika-If,因此R3的值可以计算出来:     R3= Vr3/ Ir3= (Vr1+Vf)/( Ika-If)
根据以上计算可以知道TL431的阴极电压值Vka,Vka＝Vo’-Vr3,式中Vo’取值比Vo大0.1-0.2V即可.
举一个例子,Vo＝15V,取R6=10k,R5＝(Vo/Vr-1)R6=(12/2.5-1)*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的阴极电压值Vka,Vka＝Vo’-Vr3=15.2-2.61=12.59V
结果:R1＝470Ω、R3＝150Ω、R5＝10KΩ、R6＝50K