福清大学校排名:TL431 与PC817 的配合应用

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/04/30 22:18:19
通用光电耦合器PC817
特点:
 1. 电流传输比 CTR:IF=5mA,VCE=5V时最小值为 50%
 2. 输入和输出之间的隔绝电压高Viso(rms):5.0 KV
  普通光电耦合器只能传输数字信号(开关信号),不适合传输模拟信号。线性光电耦合器是一种新型的光电隔离器件,能够传输连续变化的模拟电压或电流信号,这样随着输入信号的强弱变化会产生相应的光信号,从而使光敏晶体管的导通程度也不同,输出的电压或电流也随之不同。
  PC817光电耦合器不但可以起到反馈作用还可以起到隔离作用。其内部框图如图所示。

 

4楼

PC817的基本参数如下表:

 

 

5楼

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=(12/2.5-1)*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、R11=10KΩ、R13=50K。

  • 2009-7-28 08:43
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6楼

TL431 和PC817配合使用
  开关电源的稳压反馈通常都使用TL431 和PC817,如输出电压要求不高,也可以使用稳压二极管和PC817,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:

  R13 的取值,R13 的值不是任意取的,要考虑两个因素:
 1)TL431 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TL431 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<R6。
  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。而Ice 是受二极管电流If 控制的,我们通过PC817 的Vce 与If 的关系曲线可以正确确定PC817。