TL431與光耦組成的電壓反饋

開關(guān)電源最基本的要求是輸入電壓變化時(shí)，輸出電壓保持恒定，而與此相關(guān)的測試如電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率等也是衡量開關(guān)電源性能的重要指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)輸出電壓恒定的方式是反饋，即輸出電壓的改變可以反饋至電源管理芯片F(xiàn)B腳（feedback），再通過調(diào)節(jié)開關(guān)管的脈寬實(shí)現(xiàn)輸出電壓動態(tài)平衡。

絕大多數(shù)開關(guān)電源都是使用TL431與光耦組成的反饋電路，非常經(jīng)典，也應(yīng)用了很多年。它的優(yōu)點(diǎn)是精度能滿足大多數(shù)場合要求，成本低，環(huán)路穩(wěn)定成熟。

在分析反饋電路之前，先來了解一下TL431的工作原理，TL431內(nèi)部是一個十分復(fù)雜且細(xì)致的晶體管電路

由圖可知：TL431內(nèi)部主要包括2.5V基準(zhǔn)源、誤差放大器、三極管等。

2.5V的基準(zhǔn)電壓接在誤差放大器的反相輸入端，參考電壓接在同相輸入端，誤差放大器的輸出端接三極管。注意這里是誤差放大器而不是比較器，所謂誤差放大器，是通過比較反饋電壓與基準(zhǔn)電壓的差值來產(chǎn)生誤差電壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)晶體管的壓降。這里晶體管工作在線性區(qū)而不是飽和區(qū).

上圖為TL431的典型接法，通過配置不同的R1 和R2 的值可以得到從2.5V 到36V 范圍內(nèi)的任意電壓輸出（Vo＜Vin）， 輸出電壓公式：Vout = (R1+R2)*2.5/R2，特別地，當(dāng)R1=R2 時(shí)，Vo=5V。另外，如此應(yīng)用需要注意兩點(diǎn)，一是在選擇電阻時(shí)必須保證TL431 工作的必要條件，即通過陰極的電流要大于1 mA 。二是這個電路輸出電壓只能作為作為參考電壓，不能用作電源帶負(fù)載。

開關(guān)電源的穩(wěn)壓反饋通常都使用TL431 和PC817，如輸出電壓要求不高，也可以使用穩(wěn)壓二極管和PC817，下面以典型應(yīng)用圖來分析動態(tài)過程。

首先明確兩個問題：

①此處光耦主要起到兩個作用：反饋和隔離。

②這里應(yīng)用的光耦為線性光耦（普通光電耦合器只能傳輸數(shù)字信號，不適合傳輸模擬信號。線性光電耦合器是一種新型的光電隔離器件，能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流信號，這樣隨著輸入信號的強(qiáng)弱變化會產(chǎn)生相應(yīng)的光信號，從而使光敏晶體管的導(dǎo)通程度也不同，輸出的電壓或電流也隨之不同。

動態(tài)過程分析：

Vo輸出電壓增大→TL431參考極電壓增大→TL431陰極與陽極壓降降低、電流增大→光耦初級電流增大→光耦次級電流增大→FB腳電壓升高→電源管理芯片降低MOS管的占空比→Vo輸出電壓減小。反之亦然，如此保障輸出電壓平穩(wěn)。

參數(shù)選擇：

①R1和R2配置輸出電壓，取值過小，待機(jī)功耗過大，取值過大，無法滿足TL431 參考輸入端電流要求，一般R1取值幾K，R2取值在幾K到幾十K。

②C1與R4串接于TL431控制端和輸出端，用來壓制低頻（100Hz）紋波和提高輸出調(diào)整率。

③R5的作用是對TL431額外注入一個電流，避免TL431因注入電流過小而不能正常工作，實(shí)際上如適當(dāng)選取電阻值R3，電阻R5可以省略。