关于TL431,PC817的配合问题

在电子电路设计中，TL431和PC817是两种常见的集成电路，它们在电源管理及隔离反馈电路中有着广泛的应用。TL431是一种精密可调基准电压源，而PC817则是一种光耦合器，常用于电气隔离和信号传输。 在单端反激电路中，如TOPSwitch和3842等拓扑结构，反馈电路通常会采用TL431和PC817。这里以TOPSwitch的应用为例来探讨两者的配合问题。在图1所示的电路中，TL431与PC817共同工作，通过比较输出电压Vo与TL431设定的基准电压，来调整TOP开关管的占空比，从而保持输出电压的稳定性。 我们需要理解TOPSwitch的控制特性。TOP开关管的控制脚C电流Ic与占空比D成反比，理想的工作范围为2-6mA。PC817的二极管-三极管结构决定了这个电流的变化。当PC817的二极管正向电流If在3mA左右时，其内部三极管的集射电流Ice大约在4mA范围内变化，且Vce呈线性变化，这与TOP开关管的控制要求相匹配。 接下来，我们要确定TL431的工作条件。TL431的阳极开路电压Vka可以在2.5V到37V之间变化，而它的阴极电流Ika可以从1mA到100mA。在TOPSwitch应用中，由于死负载较小，可以选择Ika在3-5mA左右。通过TL431的特性，输出电压Vo与参考电压Vr（通常是2.5V）以及R5和R6的关系可以表示为Vo=(1+ R5/R6) * Vr。给定R6的值，即可计算出R5的值。 对于R1和R3，R1的值可以设定为470Ω，以满足PC817二极管的If约为3mA。R3上的压降等于R1上的压降加上PC817二极管的正向电压降Vf（约1.2V），而流过R3的电流Ir3等于TL431的Ika减去If。通过这些参数，可以计算出R3的值。 举例来说，如果输出电压Vo设定为15V，R6选取10kΩ，那么R5计算为R5＝（Vo/Vr-1）* R6=（12/2.5-1）*10=50KΩ。若取If为3mA，R1上的压降Vr1=0.003*470=1.41V，加上Vf，R3上的压降Vr3=1.41+1.2=2.61V。假设Ika=20mA，Ir3=20-3=17mA，所以R3=2.61/17=153Ω。此时，TL431的阴极电压Vka=Vo'-Vr3，假设Vo'略高于Vo，例如15.2V，那么Vka=15.2-2.61=12.59V。这样，我们就得到了R1=470Ω，R3=153Ω，R5=50KΩ，R6=10KΩ。 TL431和PC817的配合在于通过调整电阻值来设定合适的基准电压，并通过PC817实现电气隔离，确保输出电压的稳定。在实际应用中，需要根据电路需求和元件参数进行精细计算，以确保电路的正常工作。