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可调节精密并联稳压器
德州仪器公司(Texas Instruments,简称:TI)位于美国德克萨斯州达拉斯城,是一家全球性的半导体公司,是世界领先的数字信号处理和模拟技术的设计商、供应商,是推动电子数字化进程的引擎。公司在30多个国家设有工厂、分公司或办事处。设有以下几个业务部门: 半导体部:1997年半导体收入占总收入的83%。主要产品是DSP方案,此外还有微控制器和ASIC。 教育产品事业部:目前TI公司在便携教育技术方面居领先地位。 材料控制:该部门服务于汽车、气候控制、电子、通讯、光学、飞行器市场。 公司的主要产品有:数字信号处理、模拟和混合信号器件、数字逻辑、ASIC、微控制器、语音和图形处理器、PLC可编程逻辑控制器、军用器件等。公司主要业务有:设计和制造模拟、数字信号处理和DLP芯片技术,帮助客户开发相关产品。从连接更多人的经济实惠的手机到支持远程学习的教室投影仪到可信度、灵活度和自由度更高的修复器械-TI技术均采用了新的理念,产生了更好的解决方案。 德州仪器的半导体产品几乎占了其收入的85%(2003年数据)。在包括数字信号处理器、数字模拟转换器、模拟数字转换器、能源管理、模拟集成电路等不同产品领域都占据领先位置。无线通信也是德州仪器的一个焦点,全球有大约50%的移动电话都装有德州仪器生产的芯片。同时它也生产针对应用的集成电路以及单片机等。 德州仪器一直保持着半导体销售前十的名次。在2005年,它仅次于英特尔和三星,排在它之后的是东芝、意法半导体等。德州仪器主要竞争对手包括微型芯片技术公司、Cypress半导体公司、集成设备技术公司、三星电子以及Xilinx公司。 TI 自1986年进入中国大陆以来,一直高度关注中国市场的发展。经过公司董事会批准的TI中国发展战略于1996年正式实施。此战略的目标是帮助中国建立合理的电子产品结构,并且提高高科技产品的设计能力,力求以全球领先的DSP技术支持中国高科技产业走向世界。为贯彻此战略,TI除在中国建立了庞大的半导体代理商销售网外,还在北京、上海、深圳及香港设立了办事处及技术支持队伍,提供许多独特的产品及服务,包括DSP和模拟器件产品、硬件和软件开发工具以及设计咨询服务等。
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电压基准芯片:在额定工作电流范围之内,基准电压源器件的精度(电压值的偏差、漂移、电流调整率等指标参数)要大大优于普通的齐纳稳压二极管或三端稳压器,所以用于需要高精度基准电压作为参考电压的场合,一般是用于A/D、D/A和高精度电压源,还有些电压监控电路中也用基准电压源。常用2.5V电压基准工作芯片:LM236D-2-5、LM236DR-2-5、LM236LP-2-5、LM285D-2-5、LM336BD-2-5、LM336BLP-2-5、LM385BD-2-5、LM385DR-2-5、LM385LP-2-5等。电压基准芯片分类:根据内部基准电压产生结构不同,电压
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手把手教你TL431配合PC817反馈电路各参数实例设计!超详细

网络整理 2020-01-08 05:46 2964次阅读 TL431 PC817 电压基准芯片


TL431配合PC817反馈电路各参数实例设计


上图是该器件的符号。3个引脚分别为:阴极(CATHODE)、阳极(ANODE)和参考端(REF)。TL431的具体功能可以用如下图的功能模块示意。


TL431配合PC817反馈电路各参数实例设计



由图可以看到,VI是一个内部的2.5V基准源,接在运放的反相输入端。由运放的特性可知,只有当REF端(同相端)的电压非常接近VI(2.5V)时,三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过,而且随着REF端电压的微小变化,通过三极管 图1 的电流将从1到100mA变化。当然,该图绝不是TL431的实际内部结构,所以不能简单地用这种组合来代替它。但如果在设计、分析应用TL431的电路时,这个模块图对开启思路,理解电路都是很有帮助的.
TL431配合PC817反馈电路各参数实例设计
前面提到TL431的内部含有一个2.5V的基准电压,所以当在REF端引入输出反馈时,器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流,控制输出电压。如图2所示的电路,当R1和R2的阻值确定时,两者对Vo的分压引入反馈,若V o增大,反馈量增大,TL431的分流也就增加,从而又导致Vo下降。显见,这个深度的负反馈电路必然在VI等于基准电压处稳定,此时Vo=(1+R1/R2)Vref。选择不同的R1和R2的值可以得到从2.5V到36V范围内的任意电压输出,特别地,当R1=R2时,Vo=5V。需要注意的是,在选择电阻时必须保证TL431工作的必要条件,就是通过阴极的电流要大于1 mA 。
用实际电路讲述TL431反馈电路各参数的设计
下面我来通过以下典型应用电路来说明TL431,PC817的配合问题。电路图如下:
TL431配合PC817反馈电路各参数实例设计
R13的取值,R13的值不是任意取的,要考虑两个因素:
1)431参考输入端的电流,一般此电流为2uA左右,为了避免此端电流影响分压比和避免噪音的影响,一般取流过电阻R13的电流为参考段电流的100倍以上,所以此电阻要小于2.5V/200uA=12.5K. 

2) 待机功耗的要求,如有此要求,在满足<12.5K的情况下尽量取大值。


TL431的死区电流为1mA,也就是R6的电流接近于零时,也要保证431有1mA,所以R3<=1.2V/1mA=1.2K即可。除此以外也是功耗方面的考虑,R17是为了保证死区电流的大小,R17可要也可不要,当输出电压小于7.5v时应该考虑必须使用,原因是这里的R17既然是提供TL431死区电流的,那么在发光二极管导通电压不足时才有用,如果发光二极管能够导通,就可以提供TL431 足够的死区电流,如果Vo很低的时候,计算方法就改为R17=(Vo-Vk)/1mA(这里Vk=Vr-0.7=1.8v);当Vo=3.3V时R17 从死区电流的角度看临界最大值R17=(3.3-1.8)/1mA=1.5k,从YL431限流保护的角度看临界最小值为R17=(3.3-1.8)/100mA=15Ω。 当Vo较高的时候,也就是Vo大于Vk+Vd的时候,也就是差不多7.5v以上时,TL431所需的死区电流可以通过发光二极管的导通提供,所以这是可以不用R17。


R6的取值要保证高压控制端取得所需要的电流,假设用PC817(U1-B),其CTR=0.8-1.6,取低限0.8,要求流过光二极管的最大电流=6/0.8=7.5mA,所以R6的值<=(15-2.5-1.2)/7.5=1.5K,光二极管能承受的最大电流在50mA左右,TL431为100mA,所以我们取流过R6的最大电流为50mA,R6>(15-2.5-1.3)/50=226欧姆。

要同时满足这两个条件:226欧姆<R6<1.5K欧姆。

有的电路设计中增加提升低频增益电路,用一个电阻和一个电容串接于控制端和输出端,来压制低频(100Hz)纹波和提高输出调整率,即静态误差,牡电就是提升相位,要放在带宽频率的前面来增加相位裕度,具体位置要看其余功率部分在设计带宽处的相位是多少,电阻和电容的频率越低,其提升的相位越高,当然最大只有90度,但其频率很低时低频增益也会减低,一般放在带宽的1/5初,约提升相位78度。
流过U1-A的电流Ic的电流应在2-6mA之间,开关脉宽调制会线性变化,因此PC817三极管的电流Ice也应在这个范围变化。
TL431配合PC817反馈电路各参数实例设计
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。
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在很宽的范围内线性变化。符合控制要求。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。因此只选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,R11、R13、Vo、Vr有固定的关系:Vo=(1+ R11/R13) Vr式中,Vo为输出电压,Vr为参考电压,Vr=2.50V,先取R13值,例如R13=10k,根据Vo的值就可以算出R11了。


再来确定R6和R17。由前所述,PC817的If取3mA,先取R6的值为470Ω,则其上的压降为Vr6=If* R6,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R17上的压降Vr17=Vr17+Vf,又知流过R17的电流Ir17=Ika-If,因此R17的值可以计算出来:

R17= Vr17/ Ir17= (Vr6+Vf)/( Ika-If)


根据以上计算可以知道TL431的阴极电压值Vka,Vka=Vo’-Vr17,式中Vo’取值比Vo大0.1-0.2V即可。
举一个例子,Vo=15V,取R13=10k,R11=(Vo/Vr-1)R13=(15/2.5-1)*10=50K;取R6=470Ω,If=3mA,Vr6=If* R6=0.003*470=1.41V;Vr17=Vr1+Vf=1.41+1.2=2.61V;
取Ika =20mA,Ir17=Ika-If=20-3=17,R17= Vr17/ Ir17=2.61/17=153Ω;
TL431的阴极电压值Vka,Vka=Vo’-Vr17=15.2-2.61=12.59V
结果:R6=470Ω、R17=150Ω、R13=10KΩ、R11=50K。

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TL431 / PC817 1527
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