开关电源的电压反馈电路，TL431配合光耦实例设计

得益于半导体工业的发展，开关电源应用范围已经非常广泛了。

从我们身边的手机充电器，到舞台灯具，再到航空航天，都可以看到开关电源的身影。

开关

不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海！

早些时候作者已经和大家分享了光耦和TL431的基础知识，这次就以这两个电子元器件和大家分享一下开关电源的电压反馈电路

先看一下整体电路

开关电源整体电路

影响电压反馈的电子元器件已经用红色符号标出，电路已经使用红色线标出

电压反馈部分

电压反馈部分

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

开始分析电路啦

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

电流增大

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

光耦导通程度增大

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

只分析原理有什么用？实际上元器件怎么选值呢？

同学们肯定很想知道具体的参数值，我们一起来计算一下吧

假定开关电源输出电压Vout= 12V

电路图

1.计算R2和R3的阻值

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）

电路变成这样了

我们只需要让TL431的参考极输入电压为2.5V就好了

假如R3为1K根据公式可以计算得R2等于3.8KR

2.设定流过光耦PC817的电流，计算R1

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

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

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

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

计算结果

审核编辑：汤梓红