如何正确理解TL431的工作方式
2输出占空比时候,TL431的电流就可以为0的。但还是假设这么算,C不低于2.5V的话,就按2.5V来算。
Rled=(5-1.5-2.5)V/2mA=500欧姆。
图4
对于TL431的设计理念,不管其设计者,最初是否如下图所示,图4的原理与TL431是完全一样的。因此,TL431+PC817的确是个,到目前为止,使用众多的电路。
最好的,最合乎情理的,方法就是用运放,用TL431提供电压基准的方式,比如那个着名的使用LM258的输出有2个二极管的恒压恒流电路。因为这个电路是可以用正常的理论方法,进行分析和计算的。而TL431+PC817,是无法计算的!敢算的是概念错误!
是的,我们可以说,TL431+PC817是正确的电路,因为的确可以正常工作,只是因为TL431的工作方式问题,会对于动态过程,产生振荡,或其他不可思议的问题。因为这不是一个,目前的理论,能够解释和分析计算的。
使用运放的反激电路,基本都是可以用现有理解分析计算的,所以问题不大。这就是两种方式的主要区别。
使用TL431+PC817的唯一原因就是成本问题。但从负反馈的原理来说,是正确的,但过度的动态过程,不好说。
再明确一点就是,TL431可以工作在非正常方式,而产生负反馈作用。就是说,C的电压低于2.5V,依然可能可以有正常的负反馈作用。
而要计算的话,就要假设,TL431,只能工作在C不低于2.5V的情况下。因为UC3842输出最大占空比时,TL431的电流可能为0.1mA,而0.1mA不足以使TL431 正常工作,但在整个电路的调节过程中,TL431不正常工作,依然在现实中,调节了输出电压,而让人们觉得这没有问题。
如果非要定量计算,也是要把TL431当作跨导放大。传递函数是gm*A/(Ts+1)的形式。而此时,与电阻Rled无关!这是需要特别注意的。Rled就是限制电流的作用,但我们却无法计算这个电阻。但设置一个Rled电阻值,就可以知道最大不可能超过的电流,毕竟我们也不希望TL431,因为没有电阻限流,而流过100mA电流。
Rled能否对调节产生作用?定性来说可以,越小,虽然可能振荡的情况增大,但毕竟调节还是比较快的。Rled大,那么调节速度就可能变慢,但振荡小。
那么,为何假设TL431正常工作的,跨导模型,无法证明Rled的作用呢?因为理想的小信号模型,在现实中,是不存在的!这是一个无法小信号化的,严重的非线性电路。如果TL431无法小信号化,那么所谓的II型补偿,从何谈起呢?如果全面测试的结果,表明,TL 431+PC817的反激电源正常工作,看来我们也只能相信了。
这些根本毫无道理的补偿方法,居然真的起作用了。当然了gm是随LED电流变化而变化的,LED电流越大,那么gm也越大,开环的增益也越大,故LED电阻越小,穿越频率越大,就反应越快。终于对上号了! 呵呵
那么,gm*A/Ts+1的模型就可以用了,但人们貌似还都不是这么用的。因为不说gm很难得到,就是A和T也是不知道的。好在,人们用的是PID等补偿方法,可以把运放或TL431看作理想的。
PID之类的确是个好主意。要是换上7805类的补偿,还真没办法!积分真的太有用了,不是为了消除静态误差,而是可以把运放当作理想的。为了证明431的电流控制方式,II型补偿依然有效,进行了如下推导计算。
图5
图6
因为Vref上电后就是稳定的了,所以被Rled*(R1+R2)除以后,很小,视为0。
得到框图如下:
图7
这依然是个复杂的反馈。还不是那种单环路的反馈框图形式。无法用现有的频率补偿方法。
这是需要了解的。但是,如果把Vo/Rled视为扰动的话,那么就可以变成如下的标准形式了。而且,这个假设,视为输出电压缩小Rled倍后为扰动,很是合理。
图8
于是乎,基于上述假设,我们得到了,一个单回路反馈的标准形式。也就说明了,II补偿,对于TL431型反馈电路来说,补偿可以看作有效。费这么大劲才能证明这么一个看似无需考虑的问题,这是人们把TL431视为电压型运放的错误的思想导致。为了证明II在反激中有效,恐怕还是需要向本大师一样,如此推导计算的。
然而这依然是个复杂的反馈,比电压型运放的反馈,复杂。电压型反馈,只有一个标准的反馈回路,开环传递函数,一目了然。而这个电流的复杂多了。如果不是把Vo/Rled视为扰动,我们几乎很难用通常的补偿方法补偿。最后,需要指出的是,只有教科书中开关电源电路,才是唯一符合补偿方法的。例如PID,II
型等补偿方法。对于TL431+PC817的反激电源,并不适合。所以,书本里的电路,符合控制原理的方法。主要还是单回路控制。一目了然。几乎为降低成本的设计,例如TL431+PC817,用通常的方法,是无法分析的。必须做出一些假设才行!这个道理,是使用TL431+PC817进行II补差的人,所不知道的!
电子电路中
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