【正文】 ，基準(zhǔn)電壓精密度高可調(diào)，輸出電流大等優(yōu)點(diǎn)，所以用 TL431 可以制作多種穩(wěn)壓器。工作電流范圍可達(dá) ~100mA。最大輸入電壓為 37V，最大工作電流為 150mA。 TL431 是美國(guó)一家公司生產(chǎn)穩(wěn)壓器。 VTKAU REFUref++ 圖 1 TL431 的電器符號(hào)圖和等效電路圖 圖 1， A 為陽(yáng)極，使用時(shí)需接地； B 為陰極，使用時(shí)需經(jīng)限流電阻接正電源，UREF 是輸出電壓 Uo 的設(shè)定端；外接電阻分壓器； NC 為空腳 [5]。 2) 內(nèi)部為 的基準(zhǔn)電壓。 4) 保護(hù)二極管 VD，可防止因 KA 電源間極性接反而損壞芯片。 R1R2R3123TL431+UIUo123KAUREF 圖 2 TL431 的電路圖符號(hào) 它相當(dāng)于一直可調(diào)式齊納穩(wěn)壓二極管，輸出電壓由外部精密分壓電阻設(shè)定。反之， Uo 下降會(huì)導(dǎo)致 UREF也下降，從而使： UREF Uref (24) 使比較器在次翻轉(zhuǎn)，輸出變成低電平， VT 截止 Uo 上升。 具體工作原理： 當(dāng)輸入電壓增大 時(shí) ，輸出電壓增大導(dǎo)致了輸出采樣 電壓 增大，這時(shí)內(nèi)部電路通過調(diào)整使得流過自身的電流增大，這也就使得流過限流 電阻 的電 流 增大，這樣限流電阻的壓降增大，而輸出電壓等于輸入電壓減限流電阻壓降增大 值 使得輸出電壓減小 ，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。 光電耦合器屬于光隔離型器件，他可以在輸入和輸出完全電絕緣的情況下進(jìn)行淮北師范大學(xué) 2020 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于 TL431 的反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì) 7 信號(hào)的傳輸，能夠執(zhí)行信號(hào)變壓器的功能，他具有高速、無觸點(diǎn)、無抖動(dòng)、低功耗、無噪聲的優(yōu)點(diǎn)，用在開關(guān)電源反饋電路中，還可以防止輸入、輸出電路間相互干擾。 他的工作原理： 當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)，發(fā)光器發(fā)出光線照射在受光器上，受光器接收到光線后導(dǎo)通，產(chǎn)生光電流從輸出端輸出， 從而實(shí)現(xiàn)了“電光電”的轉(zhuǎn)換。 淮北師范大學(xué) 2020 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于 TL431 的反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì) 8 3 反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì) 反激式開關(guān)電源主電路 反激式開關(guān)電源主回路主要由變頻變壓器和由 PWM 控制的開關(guān)管構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)DCDC 的變換，即把輸入端的直流電壓通過變壓器降壓轉(zhuǎn)變成交流電，然后在變壓器的次級(jí)輸出端通過接二極管和電解電容整流濾波得到直流電壓，從而 輸出的直流電壓提供給負(fù)載。 220AC 交流電輸入后，經(jīng)過承受能力為 5A 的自動(dòng)恢復(fù)保險(xiǎn)絲，經(jīng)過簡(jiǎn)單高頻濾波后通過四個(gè)整流二極管整流、 C2 濾波得到的直流電壓提供給反相端變壓器，變壓后得到 13V 的電壓再進(jìn)一步經(jīng)過整流二極管整流和電解電容濾波得到穩(wěn)定的淮北師范大學(xué) 2020 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于 TL431 的反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì) 10 直流電壓提供給負(fù)載。 自復(fù)保險(xiǎn)絲 在本設(shè)計(jì)中，首先我們?cè)谳斎攵私佑?一個(gè)自復(fù)保險(xiǎn)絲，使用它的好處是，該保險(xiǎn)絲比較適合在電源中使用，他的自身阻抗較低，正常工作時(shí)自身功率損耗小，而且表面溫度低。在過流狀態(tài)下，自復(fù)保險(xiǎn)絲以及小的電流鎖定在高阻狀態(tài)，只有切斷電源或電流過失后才會(huì)恢復(fù)低阻狀態(tài)，自鎖運(yùn)行。同時(shí)，自復(fù)保險(xiǎn)絲還具有極好的耐大電流能力。 整流濾波 輸入的交流電需要轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姴拍苓M(jìn)一步實(shí)現(xiàn) DCDC 的電路功能，現(xiàn)在我們接入如上圖所示的接法的四個(gè)大功率二極管進(jìn)行整流，此時(shí)整出來的電流還會(huì)有雜波，為了進(jìn)一步得到較為平整的直流電壓，我們需要進(jìn)一步濾除雜波，所以在整流之后又接入了電解電容 22uF和瓷片電容 103以達(dá)到濾除高頻雜波得到較為平整直流電的效果，供下一級(jí)使用。我們?yōu)榱说玫椒€(wěn)定可靠的淮北師范大學(xué) 2020 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于 TL431 的反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì) 11 直流電源，就需要濾除雜音和紋波，我們可以接入二極管進(jìn)行整流， 104 電解電容和 103CBB 電容濾除雜波，從而得到較為平整的直流電。因此空載時(shí)必須接上假負(fù)載，否則會(huì)造成因?yàn)檩敵鲭妷哼^高而燒壞開關(guān)管。（此外，輸出電壓還隨輸入點(diǎn)的改變而改變并隨導(dǎo)通時(shí)間的延長(zhǎng)而增大）。也就是從輸出端取樣然后通過逆變器改變脈寬使輸出穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)中， TL431 和 PC817 的功能和原理前面都已經(jīng)作了詳 細(xì)介紹，這里不再遨述，本設(shè)計(jì)由 TL431 和 PC817 構(gòu)成反饋回路。圖 4 中， R4 為 22； C5X 為 104； R6 為 1K； R 為 247K；R11 為 42K； R13 為 10K。所以我們?cè)O(shè)定的 TL431 外部的基準(zhǔn)電壓為： UREF= （ 34) 分壓電阻的確定 根據(jù)前面的介紹，已經(jīng)知道 TL431 和 PC817 的用法，現(xiàn)在只需要確定其接入和分壓電阻值。 高壓控制端的電流由 R6 的取值所決定的，現(xiàn)在我們用的是 PC817(U1B)芯片 ,由信息手冊(cè)知道： CTR= （ 35）取低限電阻 ，那么經(jīng)過發(fā)光二極管的最大電流為 Ix： Ix=6/ （ 36） 所以 R6 的值： R6=()/ （ 37）光二極管能夠承受的最大電流為 50mA 左右， TL431 為 100mA,所以我們?nèi)×鬟^ R6的最大電流為 50mA[8]。 PC817 二極管正向電流 If 為 3mA。 然后我們就可以確定各個(gè)電阻值了，根據(jù) TL431 的性能， R1 R1 Vo、Vr 有固定的關(guān)系： Vo=(1+R11/R13)*Ur （ 310） 式中： Vo— 開關(guān)電源的輸出電壓。 所以取 R11 為 42K。 接下來我們?cè)俅_定 R6 和 R7 的阻值。 TL431 的穩(wěn)壓原理 其工作原理就是當(dāng)輸出電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，經(jīng)分壓電阻得到的取樣電壓 UREF就與 TL431 的基準(zhǔn)電壓 Uref 進(jìn)行比較，在陰極上形成誤差電壓，使 LED 得電流發(fā)生變化，在通過光耦把誤差電壓改變 UC4832 芯片控制端。 UC3842 簡(jiǎn)介 UC3842 芯片主要由欠電壓封鎖電路、振蕩器 、誤差放大器、電流取樣比較器、 PWM 鎖存器、推拉輸出電路組成。該芯片不但能夠?qū)φ伎毡冗M(jìn)行精確的控制和振蕩器可以微調(diào)的功能，還能夠?qū)囟葏⒖键c(diǎn)進(jìn)行溫度補(bǔ)償和使誤差放大器的增益達(dá)到更高。 UC3842 的簡(jiǎn)易方框圖如下： 淮北師范大學(xué) 2020 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于 TL431 的反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì) 15 12458偏執(zhí)振蕩器電壓反饋輸入Vref+RtCt誤差放大器輸出補(bǔ)償參考電壓VC欠壓鎖定鎖存脈寬調(diào)制器Vcc7756Vc輸出電源地電流檢測(cè)輸入3 圖 5 UC3842 的簡(jiǎn)易方框圖 UC3842 管腳連接圖 : １２３４５６７８補(bǔ)償電壓補(bǔ)償電流取樣Rt/CtVrefVCC輸出地 圖 6 UC3842 管腳連接 圖 UC3842 是采用脈沖寬度可控制的固定工作頻率的方式，一共有 8 個(gè)引腳各引腳的功能如下： 1 腳為誤差放大器補(bǔ)償腳。 2 腳為反饋電壓的輸入端，反饋電壓接入該腳，與誤差放大器同相端的 基淮北師范大學(xué) 2020 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于 TL431 的反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì) 16 準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，以便設(shè)定誤差電壓，從而可以控制脈沖的寬度； 3腳為電流檢測(cè)比較器的同相輸入端，電流取樣電阻兩端的壓降加到該腳，與誤差放大器的反相輸入端的誤差電壓進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)的電壓比 1V 大時(shí)， PWM脈沖寬度縮小，電源處于間歇工作狀態(tài)； 4腳為定時(shí)端，該腳與基準(zhǔn)電壓輸出腳接入定時(shí)電阻，該腳與地之間接入定時(shí)電容，內(nèi)部振蕩器的工作頻率： f=(RT*CT) (315） 5 腳為公