《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電源設(shè)計小貼士 23:改善負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)
摘要: 本文將重點介紹利用一個 TL431 并聯(lián)穩(wěn)壓器關(guān)閉隔離電源的反饋環(huán)路。文章將討論一種擴(kuò)展電源控制環(huán)路帶寬以改善瞬態(tài)負(fù)載及線路響應(yīng)的方法,。圖 1 顯示了一個離線隔離反向轉(zhuǎn)換器的典型示意圖,。輸出電壓被向下分流,并與 TL431 的 2.5 V 參考電壓比較,。如果輸出電壓過高,TL431 就會通過其負(fù)極分流電流,。該分流電流的一部分會流經(jīng)光耦合器二極管 (U2),,并反射在光敏晶體管中,。鏡像電流會增加 R16 的電壓,其降低了功率 MOSFET 的峰值電流,,從而使電源的輸出電壓降低,。
Abstract:
Key words :

本文將重點介紹利用一個 TL431 并聯(lián)穩(wěn)壓器關(guān)閉隔離電源的反饋環(huán)路。文章將討論一種擴(kuò)展電源控制環(huán)路帶寬以改善瞬態(tài)負(fù)載及線路響應(yīng)的方法,。圖 1 顯示了一個離線隔離反向轉(zhuǎn)換器的典型示意圖,。輸出電壓被向下分流,并與 TL431 的 2.5 V 參考電壓比較,。如果輸出電壓過高,,TL431 就會通過其負(fù)極分流電流。該分流電流的一部分會流經(jīng)光耦合器二極管 (U2),,并反射在光敏晶體管中,。鏡像電流會增加 R16 的電壓,其降低了功率 MOSFET 的峰值電流,,從而使電源的輸出電壓降低,。

 


圖 1 光耦合器的 R8 連接改善了瞬態(tài)響應(yīng)

有趣的是,有兩條光耦合器相關(guān)反饋通路,;一條通過 TL431,,另一條與輸出電壓 R8 連接相關(guān)聯(lián)。TL431 通路很明顯,,因為輸出電壓的采樣被拿來與參考電壓比較,、放大,然后用于驅(qū)動光耦合器,。R8 連接很容易看見,,通過 R8 的電流是輸出電壓和 TL431 負(fù)極電壓之間的差。通過 R8 的電流隨輸出電壓成比例變化,,而與TL431負(fù)極電壓無關(guān),。如果輸出電壓要上升,則電阻和光耦合器二極管的電流就會增加,,從而降低輸出電壓,。


圖 2 R8連接提供了兩個反饋連接

圖 2 顯示了電源控制環(huán)路的簡化結(jié)構(gòu)圖。該系統(tǒng)由兩個減法函數(shù)組成,,每個函數(shù)后面均是正向增益模塊,。在第一個減法中,將輸出電壓與參考電壓比較,,而誤差信號被 TL431 放大,。之后,從放大誤差中扣除輸出電壓,。然后,,這種差異通過系統(tǒng)的剩余增益,,包括電壓到電流轉(zhuǎn)換 (R8)、電流控制電流源(光耦合器),、電流到電壓轉(zhuǎn)換 (R16),,并繼續(xù)通過電源其他部分到輸出。

在眾多方法中,,結(jié)構(gòu)圖是較為獨特的一種,。首先,有兩個環(huán)路,,而總的來說大多數(shù)人都想看到一個,。您可能會說確實有兩個以上的環(huán)路,因為誤差放大器附近的補償形成一個環(huán)路,,而功率級(其可能為電流模式控制)會有另一個環(huán)路,。它僅以簡化形式呈現(xiàn),。第二件有趣的事情是反饋電路中沒有輸出電壓調(diào)節(jié),,例如:電阻分壓器等。右手側(cè)環(huán)路中,,正是這種情況,,因為 TL431 輸出直接與 R8 的輸出電壓比較。在左側(cè)的情況中,,其并不十分清楚,。在與參考電壓比較以前,輸出電壓就被分流,。然而,,正如我們在前面的《電源設(shè)計小貼士》文章中所指出的一樣,這種分壓在增益表達(dá)式中并未最終結(jié)束,。

那么我們?yōu)槭裁匆玫诙€環(huán)路來使設(shè)計復(fù)雜化呢,?答案就是為了改善系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)。在單環(huán)路設(shè)計中,,在其受到系統(tǒng)其余部分影響以前,,所有擾動都一定會通過誤差放大器傳播。利用這種雙環(huán)路方法,,誤差放大器在高頻下有效地被分路,,快速生成誤差信號以用于系統(tǒng)的其他部分。通過連接 R8 頂端至一個線性穩(wěn)壓器,,可以去除這種“內(nèi)部”環(huán)路,。這樣或許可以簡化穩(wěn)定反饋環(huán)路的工作,但需要更多的組件,、更高的成本以及一個更慢的環(huán)路,。

本文將重點介紹利用一個 TL431 并聯(lián)穩(wěn)壓器關(guān)閉隔離電源的反饋環(huán)路,。文章將討論一種擴(kuò)展電源控制環(huán)路帶寬以改善瞬態(tài)負(fù)載及線路響應(yīng)的方法。圖 1 顯示了一個離線隔離反向轉(zhuǎn)換器的典型示意圖,。輸出電壓被向下分流,,并與 TL431 的 2.5 V 參考電壓比較。如果輸出電壓過高,,TL431 就會通過其負(fù)極分流電流,。該分流電流的一部分會流經(jīng)光耦合器二極管 (U2),并反射在光敏晶體管中,。鏡像電流會增加 R16 的電壓,,其降低了功率 MOSFET 的峰值電流,從而使電源的輸出電壓降低,。

 


圖 1 光耦合器的 R8 連接改善了瞬態(tài)響應(yīng)

有趣的是,,有兩條光耦合器相關(guān)反饋通路;一條通過 TL431,,另一條與輸出電壓 R8 連接相關(guān)聯(lián),。TL431 通路很明顯,因為輸出電壓的采樣被拿來與參考電壓比較,、放大,,然后用于驅(qū)動光耦合器。R8 連接很容易看見,,通過 R8 的電流是輸出電壓和 TL431 負(fù)極電壓之間的差,。通過 R8 的電流隨輸出電壓成比例變化,而與TL431負(fù)極電壓無關(guān),。如果輸出電壓要上升,,則電阻和光耦合器二極管的電流就會增加,從而降低輸出電壓,。


圖 2 R8連接提供了兩個反饋連接

圖 2 顯示了電源控制環(huán)路的簡化結(jié)構(gòu)圖,。該系統(tǒng)由兩個減法函數(shù)組成,每個函數(shù)后面均是正向增益模塊,。在第一個減法中,,將輸出電壓與參考電壓比較,而誤差信號被 TL431 放大,。之后,,從放大誤差中扣除輸出電壓。然后,,這種差異通過系統(tǒng)的剩余增益,,包括電壓到電流轉(zhuǎn)換 (R8)、電流控制電流源(光耦合器)、電流到電壓轉(zhuǎn)換 (R16),,并繼續(xù)通過電源其他部分到輸出,。

在眾多方法中,結(jié)構(gòu)圖是較為獨特的一種,。首先,,有兩個環(huán)路,而總的來說大多數(shù)人都想看到一個,。您可能會說確實有兩個以上的環(huán)路,,因為誤差放大器附近的補償形成一個環(huán)路,而功率級(其可能為電流模式控制)會有另一個環(huán)路,。它僅以簡化形式呈現(xiàn),。第二件有趣的事情是反饋電路中沒有輸出電壓調(diào)節(jié),例如:電阻分壓器等,。右手側(cè)環(huán)路中,,正是這種情況,因為 TL431 輸出直接與 R8 的輸出電壓比較,。在左側(cè)的情況中,,其并不十分清楚。在與參考電壓比較以前,,輸出電壓就被分流,。然而,,正如我們在前面的《電源設(shè)計小貼士》文章中所指出的一樣,,這種分壓在增益表達(dá)式中并未最終結(jié)束。

那么我們?yōu)槭裁匆玫诙€環(huán)路來使設(shè)計復(fù)雜化呢,?答案就是為了改善系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng),。在單環(huán)路設(shè)計中,在其受到系統(tǒng)其余部分影響以前,,所有擾動都一定會通過誤差放大器傳播,。利用這種雙環(huán)路方法,誤差放大器在高頻下有效地被分路,,快速生成誤差信號以用于系統(tǒng)的其他部分,。通過連接 R8 頂端至一個線性穩(wěn)壓器,可以去除這種“內(nèi)部”環(huán)路,。這樣或許可以簡化穩(wěn)定反饋環(huán)路的工作,,但需要更多的組件、更高的成本以及一個更慢的環(huán)路,。

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