如圖1所示,R31,R32接到反激式開關電源的輸出電容正極,當輸出電壓變化時通過R32,R38,R39分壓所得到的電壓也會跟著變化,從而導致U3的2腳電壓也隨之變化,此變化的電壓和U3內部的參考電壓進行比較去控制U3的1腳到3腳的電流,此時光耦的初級的電流也跟著變化,因為光耦初級電流變化了導致次級的電流也跟著變化,因為光耦的4腳接到了控制芯片的FB腳,那么芯片的FB腳中的電流也發生變化,因為芯片FB腳在芯片內部通過一個上拉電阻到內部電源(一般為5V左右),那么電阻上的電壓也隨之改變,從而導致FB腳的電壓也變化,芯片內部檢測到FB腳有電壓變化,就會去控制芯片的輸出占空比,使初級MOS管中的電流發生改變,占空比發生變化后初級的Vor也發生變化,但變壓器的匝比不變,Vor變化了那么輸出電壓也跟著變化形成負反饋,來穩定輸出電壓。

圖1
我們了解穩壓過程和原理后,接下來我們來計算一下整個反饋回路中的參數,這里以OB2362AMP控制芯片為例。

圖2
如圖2所示為芯片反饋腳的電氣參數,因為我們是通過光耦隔離反饋的方式來對FB的電壓進行控制從而使芯片輸出不同的占空比,在這里我們假設FB的電壓為3V,那么為了計算出光耦輸出的電流就要知道光耦輸出的上拉電阻,從上圖中的參數可知,FB的短路電流為0.21mA,上拉電壓為5.1V,那就可以計算出上拉電阻Rup=5.1V/0.21mA;上拉電阻大概為25K左右,上面我們已經假設FB的電壓為3V,那么Ifb=(5-3)V/25K=0.08mA;因為光耦的電流傳輸比CTR為200%~400%,我們取一個中間值300%,就可以計算出光耦的初級電流Iop=0.08mA/3=0.026mA;

圖3
從圖3可知為了讓TL431正常工作,需要給TL431一個最小的Ika電流0.45mA~1mA;圖1中TL431的K極和光耦的初級的串聯,上面我們已經計算出光耦的初級電流為0.026mA,這個電流沒辦法給TL431提供最小的穩壓電流,所以我們要在光耦的初級放光二極管兩端并聯一個電阻來給TL431提供最小穩壓電流,這里我們按1mA的穩壓電流來計算,因為光耦初級導通時的電壓大概為1.2V,那么并聯在光耦初級的電阻R36=1.2V/1mA=1.2kΩ。
接下來我們來計算圖1中的R32,R38的阻值,因為輸出電壓要穩定在我們預設的某個電壓,那么就要一個參考電壓去鎖定,這里我們選擇用TL431作為參考器件,從圖3可知TL431的參考電壓為2.5V,開關電源的輸出電壓通過R32和R38采樣分壓后進入TL431的R端與內部的2.5V進行比較從而來控制KA之間的電流,再通過光耦對芯片FB的電壓進行調整控制初級開關的占空比,例如:輸出電壓為12V,根據電阻串聯分壓可知:12V=(R32/R38+1)*2.5V,假設R38為1kΩ那么R32就為3.8kΩ。
圖1中的R31限流電阻對于正常的反饋電路來說可有可無,反饋電路都能正常工作,但為了可靠性我們還是要加上這個電阻,那么我來計算一下這個電阻的取值,因為TL431最小輸出電壓為2.5V,但為了增加TL431的調整范圍我們假設TL431的輸出電壓為3V,光耦導通電壓為1.2V,這里我們也將輸出電壓設置為12V,光耦初級回路中的電流上面我們已經計算出來為1mA+0.026mA=1.026mA,那么R31=(12V-2.5V-1.2V)/1.026mA 計算出來大概為8kΩ左右。
以上步驟我們已經把主要的幾個參數計算出來了,至于圖1中的C22,C23,R37的取值,因為他們的取值涉及到環路補償問題,篇幅較大在這里暫時不去分析,這里先給一個經驗值:C22=100pF,C23=100nF,R37=10kΩ。
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原文標題:反激開關電源TL431+光耦反饋的穩壓原理
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