带光耦初级/次级隔离的典型反馈电路

2014-04-09 16:14:43来源: 互联网

带光耦初级/次级隔离的典型反馈电路

在启动过程中,输出电压过冲是个普遍问题。这是由被配置成集成式控制器的电压反馈回路造成的。图2中的电路就解释了这一点。

R1, R2, C1, R3, C2, R4和R5这五个元件都是在设计的回路分析过程中选定的,目的是为了满足运行中控制回路的要求。在启动时情况各不相同。
在接通前,VOUT和Vbias都是接地的。但是,由于Vbias是由PWM(如图1)的第一个脉冲供给的,接通时它会马上达到预设电压。而VOUT的电压则必须通过一个感应器。这样就限制了输出电压VOUT的升高速率。
在通电之前,R4/C2和R1/R2接合处的电压是接地的。这样就确立了一个所有零电压电容器的初始状态。
当Vbias升高时,由于最初的VOUT的电压也是零,所以电流会流过R5、U2 二极管、C2和R3-C1的并行路径以及 R1和R2的并行路径。
流过这一路径的电流是由Vbias上的电压、电流路径的阻抗、路径中串联电容器的偏置以及VOUT的电压来控制的。另外,TI的TLV431等低压并联稳压器也可以控制这一电流。
在最初的几微秒内,由于电流大小不够,无法改变电容器的偏置。唯一的问题是要确认每个节点的电压都是一个带阻抗的分压器。由于流过R4的电流是由流过光耦光电二极管的电流决定的,所以它可以忽略不计。因此,我们也可以忽略它的阻抗,通过一个二极管压降来降低Vbias的电压,进而从等式中抽出二极管压降,以便我们进行计算。
由于VOUT此时是接地的,R1和R2就构成了一个接地的并行组合。但是,此时它们都远远大于R5。这使得低压并联稳压器控制点高于内部参考值,导致低压并联稳压器的阴极或输出下降,直到R1和R2接合点的电压达到1.25V。

由于参考电压同时流过R1和R2(VOUT一开始时是接地的),阴极电压会让流过R3的电流等于流过R1和R2的电流之和。鉴于阴极电压现在是由参考值控制,而且低于之前的估计值,这证明我们忽略R4是没错的。如果VOUT没有升高,电容器C1和C2就会通过R1和R2放电。这将导致阴极上的电压最终升高到Vbias,而流过光耦二极管的电流则为零,带来最大的任务周期。
但是,VOUT输出电压是在升高的。同时,由于流过R3的累计电流,C1上的电压也在升高。因为次级端低压并联稳压器控制回路要求的任务周期大于初级端PWM软启动电路要求的任务周期,初级端软启动电路就会占据主导地位。输出电压会按照初级端软启动控制设定的速率升高。
在VOUT电压升高时,由于C1和C2电容器上的电荷累积,阴极电压升高的速度一开始也会加快。但随着VOUT电压的持续增大,阴极电压升高的速度会减慢,接着会开始负增长。这是因为经过R1到输出的电流在下降,而且最终会反向流动(当VOUT电压稍高于低压并联稳压控制器的参考电压时)。流过R1的电流的改变会导致流过R3的电流下降直至反向,进而开始驱散C1和C2上累积的电荷。参考图3。
低压并联稳压器阴极上的电压会因电阻器的比率、C1和C2放电的速率以及VOUT上电压的升高而改变。它先是升高,当VOUT的电压超过参考值时就开始降低,VOUT电压的上升使得电压并联稳压器阴极电压开始下降,同时流过R1和R2接合点上的C1,C2和R3的电压也下降。
低压并联稳压器的配置是一个集成的误差信号放大器。由于启动的时候它的输入电压较低,如果一切保持不变,那么误差信号放大器就会导致过冲,以补偿当时的下冲。这是通过C1和C2上累计的电荷表现出来的。图3中的波形展示出有这些电压存在时启动电路的实际响应。

关键字:带光耦  反馈电路

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2014/0409/article_25398.html
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