精密光耦反馈电路的设计实例 admin    18/09/08



    精密光耦反馈电路是由光耦合器和可调式精密并联稳压器构成的。对单路输出式开 关电源而言,电压调整率可达0.2%,负载调整率约为0.5%,适用于设计精密开关电 源。下面通过几个典型实例介绍精密光耦反馈电路的设计。

一.由TL431构成的精密光耦反馈电路

1.电源适配器的精密光耦反馈电路

    电源适配器的精密光耦反馈电路(局部)如图3-14-1所示。该电源的交流输入电 压范围是90~265V,输出为+19V、3.42A,电源效率超过87.5%。二次绕组电压经过 VD5、C9和C10整流滤波,获得稳压输出。输出整流管VD5采用20A/60V的肖特基别 管MBR2060CT。

图3-14-1  65W电源适配器的精密光耦反馈电路(局部)

    精密光耦反馈电路由PC8l7C和TL43l组成。这里是用TL43l型可调式精密并联 稳压器来代替普通的稳压管,构成外部误差放大器,进而对UO作精细调整。当输出电 压UO发生波动时,经电阻R17、R18分压后得到的取样电压就与TL431中的2.5V带隙 基准电压进行比较,在阴极K上形成误差电压,使光耦合器中的LED工作电流产生相 应变化,再通过光耦合器去改变单片开关电源的控制端电流,进而调节输出占空比,使 UO维持不变,达到稳压目的

2.多路输出式待机电源的精密光耦反馈电路

    某多路输出式待机电源的直流输入电压范围是+200~375V,两路输出电压分别为 +5V/2A,+3.3V/2A,总输出功率为16.6W。多路输出式待机电源的精密光耦反馈 电路(局部)如图3-14-2所示。

图3-14-2  多路输出式待机电源的精密光耦反馈电路(局部)

    该开关电源以+5V作为主输出,3.3V为辅助输出。由及R7、R4、R6组成两路取样 电路,分别用来检测+5、+3.3V输出。R2用来设定环路的直流增益。R3为TL431的 偏置电阻。C7为控制环路的相位补偿电容,C8为软启动电容。

3.LCD显示器电源的精密光耦反馈电路

    供液晶显示器使用的+12V和+5V双路输出式开关电源,采用隔离反激式变换器。 交流输入电压为90~265V,两路输出分别为UO1(+12V、2A)、UO2(+5V、2.2A)。 总输出功率为35W,满载时的电源效率超过82%。LCD显示器电源的精密光耦反馈电 路(局部)如图3-14-3所示。

图3-14-3  LCD显示器电源的精密光耦反馈电路(局部)

    该电源采用交叉调节方式以改善两路输出的稳压特性。其特点是由+12V和+5V输出 同时给TL431提供反馈信号,反馈比例系数可通过调节R17、R18和及R19的阻值来实现。当某 一路输出电压因负载改变而发生变化时,能自动进行平衡调节。在极端情况下,当+5V输 出带负载,而+12V输出空载时,就利用R18和VDZ3来提高交叉电压调节率。反馈电流通过 光耦合器反馈到单片开关电源的控制端,通过调节占空比来提供稳定的输出电压。

    为避免刚接通电源时输出电压产生过冲现象,该电源还增加了软启动电容C18,可 确保在启动过程中输出无过冲现象。其作用如下:刚上电时由于C18两端的压降不能突 变,使得UKA = 0V,TL431不工作。随着二次侧整流滤波器输出电压逐渐升高并由光 耦合器中LED上的电流对C18充电,使C18上的电压不断升高,TL431才逐渐转入正常 工作状态,使输出电压在延迟时间内缓慢上升,最终达到稳定值。完成启动后,利用 VD9将C18隔离到反馈环路之外,此时C18上的电荷可经过R12向+5V负载泄放掉。

二.由NCP100构成的精密光耦反馈电路

    NCP100在开关电源中的应用电路如图3-14-4所示。UC3842(IC1)为PWM控 制器,NCP100(IC2)用作控制反馈回路的补偿放大器。输出电压通过R1和R2来设 定,可获得比通常使用TL431更低的输出电压。其输出电压的最小值,就等于NCP00 的最小阴极—阳极电压UKA(min)(约0.9V)与光耦合器(IC3,包含IC3a、IC3b)中LED的 正向导通压降UF(约1.4V)之和,即UO(min)=UKA(min) + UF ≈ 2.3(V)。

图3-14-4  NCP100在开关电源中的应用电路(局部)



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