开关电源原理设计及实例[陈纯锴][电子教案(PPT本)]第6.ppt

TL431属于三端可调式器件，系列产品包括TL431C、TL431AC、TL431I、TL431AI、TL431M、TL431Y共6种型号，内部结构相同，技术指标略有差异。利用两个外接电阻可设定TL431的基准输出电压VREF为2.50V到36V范围内的任何值，电压参考源精度±0.4%，温度系数为50ppm/℃，低动态输出阻抗，典型值为0.22Ω，阴极工作电流IAK=1.0mA～100mA，在整个额定工作范围内可进行温度补偿，具有低输出电压噪声。 6.5 可调式精密并联稳压器 6.5.1 TL431 TL431大多采用DIP-8或TO-92封装形式，其电路符号和引脚排列分别如图6-11和图6-12所示。TL431的3个引脚分别为阴极（CATHODE）、阳极（ANODE）和参考端（REF）。图6-11中，A为阳极，使用时需接地；K为阴极，需经限流电阻接正电源；REF是输出电压UO的设定端，外接电阻分压器；NC为空脚。 6.5 可调式精密并联稳压器 6.5.1 TL431 TL431的等效电路如图6-13所示，Uref是一个内部的2.5V基准电压源，准确值为2.495V，接在运放的反相输入端，同相输入端连接外部通过电阻分压器得到的取样电压。由运放的特性可知，只有当REF引脚（同相端）的电压UREF 6.5 可调式精密并联稳压器 6.5.1 TL431 非常接近Uref（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引脚电压的微小变化，通过NPN型晶体管VT的电流将从1mA 到100mA 变化，起调节负载电流的作用。VD是保护二极管，可防止因K、A间电源极性反接而损坏芯片。 2.典型应用 TL431的内部含有一个2.5V的基准电压，所以当在REF 引脚引入输出反馈时，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6-14所示。当R1和R2的阻值确定时，两者对Vo的分压引入反馈，若Vo增大，反馈电压UREF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UREF等于基准电压处稳定，此时 6.5 可调式精密并联稳压器 6.5.1 TL431 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，Vout=5V。R3是限流电阻，在选择电阻时必须保证通过TL431阴极的电流要大于1mA并且小于100mA，TL431正常工作。但要注意，当Vout和V+压差很大时，R3的功耗随之增加。 6.5.1 TL431 6.5 可调式精密并联稳压器 如果电流较大，可以采用如图6-15所示的大电流稳压电路。 6.5 可调式精密并联稳压器 6.5.1 TL431 如图为实用的4W5V直流开关稳压电源电路。 6.5 可调式精密并联稳压器 6.5.1 TL431 图中C1和L1、C8和C9构成EMI滤波器，BR1和C2对输入交流电压整流滤波，D1和D2用于消除因变压器漏感引起的尖峰电压，U1是一个内置MOSFET的电流模式PWM控制器芯片，接收电源输出端的电压信号作为反馈调整PWM的占空比，控制整个电路的工作。D3、C3是次级整流滤波电路，L2和C4构成低通滤波以降低输出纹波电压。R2和R3是输出取样电阻，输出经过R2和R3两个10k的电阻分压后，通过TL431的REF端来控制该器件从阴极到阳极的电流。这个电流又是直接驱动光耦U2的发光，光耦感光得到的反馈电压，用来调整电流模式的PWM控制器的开关时间，从而得到一个稳定的直流 输出电压。 6.5 可调式精密并联稳压器 6.5.1 TL431 当输出电压增加时，Vref随之增大，流过TL431的电流增大，于是光耦发光加强，感光端得到的反馈电压也就越大。U1在反馈电压增加后将改变MOSFET的开关时间，控制输出电压减小。达到平衡时Vref=2.5V，又因为R2=R3，所以输出为稳定的5V直流电压。在开关电源中每个元件的参数对整个电路工作状态的影响都会很大，按图中所示参数时，电路可在90VAC～264VAC（50/60Hz）输入范围内，输出+5V，精度±3%，输出功率为4W，最大输出电流可达0.8A，典型变换效率为70%。 6.5 可调式精密并联稳压器 6.5.1 TL431 1.性能特点 NCP100是美国安森美半导体(ON Semiconductor)公司生产的低压输出可调式并联精密稳压器，输出电压范围为0.9V至6.0V之间，参考输出精度在25℃时为±1.7%，在-40℃到85℃范围为±2.6%。NCP100电流工作范围较宽从80μA至20mA，工作电流在100μA至20mA范围内时具有陡峭的低电流开