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及电阻分压器的参数设置与剖析
作者:管理员    发布于:2016-01-22 14:10:50    文字:【】【】【

  作为电子设备和体系中的一种主动调理电路,反应操控电路首要效果就是当电子体系遭到某种扰动情况下,体系能经过本身反应操控电路的调理效果,对体系某些参数加以批改,然后使体系各项目标依然到达预定精度。反应操控电路通常由对比器、操控信号发生器、可控器材和反应网络四有些构成一个负反应闭合环路,如图1 所示。

  本着小型化、小功率和高功率的规划思想,这篇文章规划的反应操控电路对应的直流开关电源首要技能请求如下:

  输入沟通电压:VACMIN=85V;VACMAX=265V;输入电压频率:fL=50Hz;输出电压:VO=36V;输出功率:PO=72W;电源功率:η=80%;损耗因子Z:Z=0.6(Z 表明次级损耗与总损耗之比)。

  1.反应操控电路规划进程

  开关电源中的反应操控电路是用来保证在负载改变的情况下输出电压、电流的安稳。这篇文章规划的反应操控电路对应的直流开关电源是运用PWM 脉宽调制来坚持输出电压的安稳。其间PWM 调制分为电流操控方法和电压操控方法,与后者对比,前者具有非常好的电压调整率和负载调整率,在削减元器材数量、下降本钱、进步开关电源功率的同时,又可进一步保证体系的安稳性并使体系动态特性显着改善,特别对体系的小型化、模块化、高效化具有重要意义。

  别的,直流开关电源通常用的反应为负反应。在反应中,通常选用的反应有运用初级反应本钱最低(仅适于低功率的使用) ;运用光耦器/稳压管反应本钱低且输出精度好;别的运用光耦器/TL431 反应则输出精度最佳。考虑到这篇文章规划所表现出的小功率、高功率的原则,所以决议选用三端分流稳压管TL431 和光耦PC817 合作的PWM 型电流调理操控方法,别离进行参阅、取样、阻隔、扩大,然后构成负反应环路。

  1.1 反应操控电路原理与规划

  这篇文章规划的反应操控电路如图3 所示,其根本操控原理为:当输出电压经过R11和R12分压后可得到采样电压,然后该采样电压与TL431 供给的2.5V 基准参阅电压加以对比,当输出电压正常时,则采样电压与TL431 的基准电压2.5V 根本相等,所以TL431 的阴极电位坚持不变,流过光耦中的发光二极管的电流也坚持不变,然后TOP247Y 芯片的操控脚C 的电压安稳,则操控驱动占空比不变,输出的电压就坚持安稳。当输出电压与希望电压偏低时,经过火压电阻R11、R12分压后得到的分压值就比2.5V 低,TL431 的阴极电位增加,流经过光耦中发光二极管的电流减小,则流过光耦的CE 极的电流也下降,TOP247 的操控引脚C 的电位增加,使占空比增大,然后致使输出电压增大,以此来使输出坚持安稳。当输出电压与希望电压偏高时,经过火压电阻R11、R12分压后得到的分压值就比2.5V 高,TL431 的阴极电位下降,流经过光耦中的发光二极管的电流增大,则流过光耦的CE 极的电流也增加,TOP247 的操控引脚C 的电位下降,使占空比减小,然后使得输出电压下降,以此来使输出安稳。

  1.2 TL431 及电阻分压器的参数设置与剖析

  TL431 是一个可调的三端稳压管,利用外部电阻分压器能够设定2.5V-36V 规模内恣意基准电压值。TL431 动态阻抗低,典型值为0.2欧姆。如图3 所示,经过电阻分压器R11 和R12 获取电压,与TL431 的基准电压2.5V 加以对比构成差错扩大器,然后经过PC817 的电流改变来进一步操控TOP247Y 的输出占空比的改变。从TL431 技能参数可知,阴极作业电压的答应规模为2.5V-36V,阴极作业电流则在1~100mA 规模内改变。通常阴极电流挑选为20mA,这么不但能安稳作业并且能供给一有些死电阻。

  假设流经桥分压器的电流为250uA,因为TL431 的参阅电压为2.5V,则:

  1.3 反应抵偿电路剖析与规划

  在没有参加电容CZERO时,反应环路传递函数为:

  在图3 中,不难发现,LED 在二级LC 滤波器之前衔接,这也就防止了当LC 网络开端谐振时在高频区发生增益。当然,经过LC 滤波器也能够下降高频噪音。挑选该滤波器谐振频率应为所选穿插频率的10倍以上以防止彼此搅扰。

  别的,在加上电容Czero以后,则能够得到在原点处引进一个极点,此刻完好反应环路传递函数为:

  简单发现,在原点处存在极点fpo和由快车道构造引进的极点fz.因为在这篇文章规划中运用的为扩大器类型2,因而需求在其它当地的极点fp.

  这么,咱们可在输出节点与地之间参加一个电容,能够得到终究操控式:

  因而,下面就能够使用K 因子法来规划所需求的扩大器类型2:

  穿插频率=1kHz;需求的相位裕度=70o;穿插频率处增益衰减Gfc=-20dB;穿插频率处的相位=-55o,K 因子计算为:k=4.5;fz=222kHz;fp=4.5kHz;G=10;CTR=0.8.

  依据上面已经得到的几个公式,能够得到:

  到此为止,则完成了整个对于反应网络的规划进程。

  2.试验成果

  依据以上反应操控电路的详细规划方案及上述数据选用HSpice进行仿真,仿真成果如图4 所示。认真调查后,从体系波形上就不难发现,体系具有显着的安稳性和可靠性。

  3.定论

  这篇文章经过选用光耦817 和三端分流稳压管TL431 相结合的PWM 型电流调理方法对直流开关电源的反应操控电路进行规划,规划成果较好地表现出了小型化、小功率、高功率的特色。试验成果表明体系具有较好的安稳性和可靠性。

脚注信息
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