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电源反馈电路设计经验（PC817光耦隔离+TL431）

2023-05-16

身边的很多小伙伴好像都对电源的反馈电路的计算以及原理不太了解，这里给大家系统的讲解一下：
废话不都说，咱们直接上干货

在分析电路前需要注意的关键点
1.光耦的输入端（二极管端）的电流增大会致使输出端导通程度增大（既流过的电流增大）
2.光耦的输入和输出端的电流遵循比值（光耦的CTR）
3.输入TL431的参考极REF的电压增大，K极到A极导通程度会增大
在这里插入图片描述
其中红色部分标出的线路是对电压反馈部分有影响的电路。

我们开始正式的分析电路

从上面的关键点里我们知道，只要参考极的电压升高，TL431的K极到A极的导通电流就会增大
在这里插入图片描述
从电路图中可以看到，电阻R1和光耦PC817的输入端串联后和R5并联，再和TL431串联
TL431的导通电流增大，光耦输入端电流也会增大，输出端电流增大，R4电压增大，PWM占空比降低
反之输出电压低于设定电压，光耦导通程度降低，UC3842就会提高PWM占空比

电路各部分参数计算

上面我i们进行了原理的分析，接下来进行具体的参数计算
假定开关电源输出电压Vout= 12V
在这里插入图片描述
1.计算R2和R3的阻值
在这里插入图片描述
*V0=(1+R1/R2)Vref
TL431典型电路
细心的同学可能会发现在反馈电路中找不到图中圈出的R的身影
其实R已经变成变压器次级的绕组了（变压器可以实现阻抗匹配）
在这里插入图片描述
一般我们都将TL431的参考电压通过电阻分压设置到2.5V，假如R3为10K,计算得出R2取38K.

2.设定流过光耦PC817的电流，计算R1
在这里插入图片描述
光耦输入电流IF和电流传输比的曲线图
从曲线图中可以看到，光耦的CTR在IF为5~20mA时是比较平缓的
我们从中选择一个电流，比如IF = 10mA
在这里插入图片描述
光耦的二极管压降
电阻R1的计算需符合公式R1 <= (Vout - VF - Vref) / IF
因为电阻R1所分到的电压加上光耦压降(1.2V)和TL431最小输出电压(2.5V)不可能大于输出电压，否则光耦电流IF将下降
计算R1需小于等于830Ω，所以R1取510Ω
3.计算R5
假如光耦不工作时(光耦没有电流时)，为使TL431正常工作，TL431最小需要流过1mA电流
在这里插入图片描述
R5两端电压为6.3V，所以R5需小于6.3KΩ，R5取4.7KΩ
4.根据开关电源芯片计算R4
在这里插入图片描述
开关电源芯片UC3842内部电路
通过芯片内部电路可以看到，VFB脚的输入电压是和2.5V进行比较的
所以我们需要让VFB的输入电压是2.5V
我们知道PC817-A光耦的IF在10mA时，CTR大约是130，所以光耦的输出端的电流是13mA
2.5V/0.013A = 192Ω，所以R4 = 192Ω
在这里插入图片描述

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