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光耦+TL431组合应用?

时间:2017-12-08 05:28:35      【原创】

一般隔离电源采用光耦+TL431组合,有两个问题一直比较困扰:

1、光偶原边电流IF取值的依据是什么,有没有最小值要求?

2、TL431本身也可以看做是误差放大器,并且应用中有补偿电路,那么有些应用中反馈信号再次送入控制IC的误差放大器FB端(反向输入端,也即同时使用了IC的内部误差放大器),优点是什么?

个人理解:

1、光耦原边电流IF一般按经验选择1mA~5mA,主要考虑损耗及光耦寿命。PDF资料中一般有个Typ IF值,但未注明最小值。

2、可以增加补偿点?

帮忙顶起

如圖

x79

431其實是從政端輸入, 理論上不叫負回授, 只是輸出端街一個三極體, 而B-E同向, B-C反向, 因此才形成負回授, 一般大多用法會把ref輸入電阻拿掉,

正常用法應該是串接一顆電阻作為輸入抵補用..

通常所推動的光耦, 因為電晶體C極剛好在OP的Vcc端, 因此導通電壓必須保持相當程度, 絕對不可零, 因此在原邊光電晶體是以電流*光放大率決定

光晶體的導通電流

一般應用

1).將光晶體接Comp 電直接對地: 以一般的Green Model IC 而言, 大多是幾百uA, 因此對於光經體而言, 導通對地是輕而易舉, 且內部OP 增益值很低, 好處是線路簡單, 壞處是做Soft start 只能靠內建, 或光晶體併聯電容, 但效果有限..

2). 利用內部OP作負回授: 將光晶體施加一組偏壓, 導通時將偏壓灌入OP與內部Vref 作為比較, 但這類的使用OP增益值也需要1:1, 好處是Comp被分開, 因此做Soft start方便, 可任意調整, 壞處是零件多....

首先感谢您解答,我想对这个过程了解的更深一点,还请您指教:

1、431一般都会有1mA偏置电流。电源反馈用光耦都是用线性光耦。那么原边电流IF选择有寿命考虑,还会考虑些什么因素?PDF文档中如何观察线性度?

----线性度的定义首先是△CTR=△I/△IF,△CTR近似等于实际CTR;PDF文档中一般有IF与CTR的关系图,我的理解是由于条件是VO不变,因此CTR变化了,那么如果VO是变化的,那么则CTR就变化很小,这样如果PDF中定量条件下CTR变化是线性,则能表现光耦的线性范围。

2、对于使用内部误差放大器,那么COMP可以用来做软起。这个问题之前我也想过,不过细节问题解释的不是太明白。下图为COMP即做软起又做反馈的示意图,能不能分析一下能否正常软起工作? 另外增益1:1能否详细解释一下,应用中一般FB和COMP间会加一电阻,同时加一电容(阻容并联)。

1). 431在出場測試時, 使用的條件是10mA, 主要是431這類的Regulator 作法是以電流源堆疊而成, 每串電流源以0.25一直堆疊上來, 因此流過電流越大

VRef越準, 因為是電流源, 因此對電流敏感, 當431串接光二極體在串電阻, 整個回路電流就是電阻==>光二極體==>431_A-K==>地...

但是很不幸的是光二極體跟一般二極體一樣, 在導通初期電流是拉不上來, 你可以看一下電流曲線, 在導通初期與電流上拉前是一個很彎的曲線, 此時電流幾乎為零, 但對於431而言Verf已經達到了, 卻拉不到電流, 因此會造成回授的遲緩, 所以必須給一個偏置電流跳過光二極體A-K才可很快飽和加速光二極體的電流....

而你那些條件只在於做光傳輸, 對回授而言, 光耦是工作在ON-OFF兩個模式, 也就是光二極體導通與不導通, 由於光耦的CTR本來就很高, 且設計光二極體電流

因為串電阻的關係,電流通常不會很大, 幾mA而已, 光晶體部分無論你從VFB或Comp, 其電流也很小, 所以不會有壽命問題, 以Power Supply而言, 只有聽過431掛, 還從未聽過有817掛......

2). 你圖所畫的, 若C1值夠大, 保留C1就夠了, 其他都沒作用, 原因是: 當PWM IC超過UVLO點開始啟動, 所有內部電壓開始建立, comp點因為流出電流很小

因此 t=I*C 而Q1只在於REFR未建立時才有用, 若你的REFR來自PWM IC , 那在C1還沒充飽前,Q1等於廢物沒作用, 因為5V已經建立, 若REFR是來自其他電路, 那這電路必須比PWM 主IC慢上來才會有用, 問題他沒上來PWM也動不了!!!!, 如果比PWM先動, 等於有裝跟沒裝一樣.....

+5V那個電阻問題更大, 因為Comp電壓也為5V, 流出電流約幾百uA, 結果1K電阻在 C1<< 0 初期 C1=0 I=5/1000 =5mA 因此總合電流為

Icomp + IR1 , 重點是做Soft start 需要拉長時間, 使週期緩開, 結果 t=I*C C 不變, I 變大, t 變小, 這還做Soft start麼???

所以這就是我的回帖從 VFB 與 COMP 的差異 , 當 t 過長, 電壓達到則 IC2A通, Soft start 動作停止

VFB就不一樣, t 時間還沒到, 你回授電壓就是不會到, 所以輸出可以控制到一個很遲緩曲線..............

1)实际上应用中确实未有光耦应用中损坏。考虑这个主要是因为光耦也为损耗型器件,不同项目有不同寿命要求,比如我现在项目要求是15年。光耦会随着使用时间,CTR值会衰减,那么我们设计中必须保证寿命期间CTR值不能低于设计最小应用值,否则会使431的KA电压低于2.5V,431无法正常工作。而IF电流大小会影响光耦LED的寿命及效率;不同的IF对应的光耦输出Io级电压Vo也会有不同的变化率,因此如何选择一个更好的IF,反馈效果最好,同时也能提高使用寿命,是思考这问题的初衷。

2)您解释的这一点我理解了。

另外我画的这图中,C1实际上是正常反馈电路下加的补偿电容,也有应用中是R、C1串联。那么如果没有这部分,那么软起电路是否能工作?VERF是芯片内部的基准。光耦+5V是额外加的,时序早于IC基准。

3)如下图所示,为使用FB反馈时的一般应用。能否解释一下您之前说的增益1:1;另外这颗并联的电容有无必要加?

FB

以第一圖的貼法, C1只能算軟啟電容, 把+5V那點切掉接Comp, 也就是R接Comp, IC2A與C1並連在接R, 這樣的接法才算軟啟+補償

第二圖C2就不用接了, 因為回授一顆電阻已經形成直流閉迴路,對交流而言極點已經不重要了, R2, R3同值等於一顆反向電壓隨偶, 其 -AV=1 不具放大作用, 只是電阻不可以那麼小

因為負回授從COMP點流回負端電流必須達到 (In+) - (In-) =0 In+ =2.5 In- 也必須是2.5, 因此光耦會有至少(5V-Vset-2.5V) / 49.9 的電流

對光耦是個負擔..........

谢谢提醒,R2/R3少打个k。

另外可能表达的不是很清楚,目的:从细节上解释外加软起时使用FB,而让COMP做软起的原因。

1)图1中因为电容C1(假设比较大)的存在,那么C1就是当做软起电容,由于+5V存在,从而失去软起电路的功能。

2)假如C1很小,甚至不存在的时候,那么这种接法软起能否实现?是否会影响反馈的补偿?

3)有没有使用COMP端即能实现软起,又能用于反馈的接法,和使用FB,劣势在哪里?

综上1/2/3才能完整的解释这个结论:我使用FB反馈,是由于COMP要用来做软起更好。

第一問題是這樣沒錯

第二問題如圖:

x88

軟啟補償示意:

x89


沒有C則軟啟無法實現, 上圖示以38系列Demo

Green model IC作法

x90

除了外部做軟啟, 內部也有軟啟, 但時間不長

第三問題如圖: 線路較複雜是缺點

致於Comp軟啟

x87

COMP 軟起加FB輸入

其实我们一起没有切入到核心,这个问题的核心在于:FB和Comp分开,comp单独做软起的优势。如图1中,右半部(左半部分实际变种后接到Fb)分,软起过程为:开机,comp较高电压,三极管导通,comp则被拉低。5V给三极管Rc充电,则comp逐渐升高。这样,正常工作后,comp与再接器件将无任何影响。 再回到图1,我们继续用这套电路,Fb接地,无C1,那么能否实现软起?对环路有无影响?qq245745040,方便的话想请教下细节。谢谢!

沒有QQ....

沒有C 就做不了軟啟, 但對環路不影響, 主要影響最大的是二次回授元件....

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