反激开关电源TL431和光耦反馈电路参数计算详解

如图1所示，R31，R32接到反激式开关电源的输出电容正极，当输出电压变化时通过R32，R38，R39分压所得到的电压也会跟着变化，从而导致U3的2脚电压也随之变化，此变化的电压和U3内部的参考电压进行比较去控制U3的1脚到3脚的电流，此时光耦的初级的电流也跟着变化，因为光耦初级电流变化了导致次级的电流也跟着变化，因为光耦的4脚接到了控制芯片的FB脚，那么芯片的FB脚中的电流也发生变化，因为芯片FB脚在芯片内部通过一个上拉电阻到内部电源(一般为5V左右)，那么电阻上的电压也随之改变，从而导致FB脚的电压也变化，芯片内部检测到FB脚有电压变化，就会去控制芯片的输出占空比，使初级MOS管中的电流发生改变，占空比发生变化后初级的Vor也发生变化，但变压器的匝比不变，Vor变化了那么输出电压也跟着变化形成负反馈，来稳定输出电压。

图1

我们了解稳压过程和原理后，接下来我们来计算一下整个反馈回路中的参数，这里以OB2362AMP控制芯片为例。

图2

如图2所示为芯片反馈脚的电气参数，因为我们是通过光耦隔离反馈的方式来对FB的电压进行控制从而使芯片输出不同的占空比，在这里我们假设FB的电压为3V，那么为了计算出光耦输出的电流就要知道光耦输出的上拉电阻，从上图中的参数可知，FB的短路电流为0.21mA，上拉电压为5.1V，那就可以计算出上拉电阻Rup=5.1V/0.21mA;上拉电阻大概为25K左右，上面我们已经假设FB的电压为3V，那么Ifb=(5-3)V/25K=0.08mA;因为光耦的电流传输比CTR为200%~400%，我们取一个中间值300%，就可以计算出光耦的初级电流Iop=0.08mA/3=0.026mA;

图3

从图3可知为了让TL431正常工作，需要给TL431一个最小的Ika电流0.45mA~1mA；图1中TL431的K极和光耦的初级的串联，上面我们已经计算出光耦的初级电流为0.026mA，这个电流没办法给TL431提供最小的稳压电流，所以我们要在光耦的初级放光二极管两端并联一个电阻来给TL431提供最小稳压电流，这里我们按1mA的稳压电流来计算，因为光耦初级导通时的电压大概为1.2V，那么并联在光耦初级的电阻R36=1.2V/1mA=1.2kΩ。

接下来我们来计算图1中的R32，R38的阻值，因为输出电压要稳定在我们预设的某个电压，那么就要一个参考电压去锁定，这里我们选择用TL431作为参考器件，从图3可知TL431的参考电压为2.5V，开关电源的输出电压通过R32和R38采样分压后进入TL431的R端与内部的2.5V进行比较从而来控制KA之间的电流，再通过光耦对芯片FB的电压进行调整控制初级开关的占空比，例如：输出电压为12V，根据电阻串联分压可知：12V=(R32/R38+1)*2.5V,假设R38为1kΩ那么R32就为3.8kΩ。

图1中的R31限流电阻对于正常的反馈电路来说可有可无，反馈电路都能正常工作，但为了可靠性我们还是要加上这个电阻，那么我来计算一下这个电阻的取值，因为TL431最小输出电压为2.5V，但为了增加TL431的调整范围我们假设TL431的输出电压为3V，光耦导通电压为1.2V，这里我们也将输出电压设置为12V，光耦初级回路中的电流上面我们已经计算出来为1mA+0.026mA=1.026mA，那么R31=(12V-2.5V-1.2V)/1.026mA 计算出来大概为8kΩ左右。

以上步骤我们已经把主要的几个参数计算出来了，至于图1中的C22，C23，R37的取值，因为他们的取值涉及到环路补偿问题，篇幅较大在这里暂时不去分析，这里先给一个经验值：C22=100pF，C23=100nF，R37=10kΩ。