在研制开关电源时-不仅要设计好电路-还必须能正确选择元器件-单片开关

在研制开关电源时,不仅要设计好电路,还必须能正确选择元器件. 单片开关电源的外围元器件大致可分成三大类: 1)通用元器件包括电阻、电容、整流桥或整流管、稳压管、熔断器、自恢复保险丝. 2)特种半导体器件主要有 TL431 型可调式精密并联稳压器、EMI 滤波器、光耦合器、瞬态电压抑制器、快恢复及超快恢复二极管、肖特基二极管. 3)磁性材料如高频变压器磁芯、电磁线(漆包线、三重绝缘线)、磁珠. 下面介绍 7 种关键元器件的工作原理与选择方法. 1. TL431 型可调式精密并联稳压器 TL431 是由美国德州仪器公司(TI)和摩托罗拉公司生产的 2.50~36V 可调式精密并联稳压器.其性能优良,价格低廉,可广泛用于单片精密开关电源或精密线性稳压电源中. 此外,TL431 还能构成电压比较器、电源电压监视器、延时电路、精密恒流源等.目前在单片精密开关电源中,普遍用它来构成外部误差放大器,再与线性光耦合器组成隔离式光耦反馈电路. TL431 系列产品包括 TL431C、TL431AC、TL431I、TL431AI、TL431M、TL431Y,共 6 种型号.它属于三端可调式器件,利用两只外部电阻可设定 2.50~36V 范围内的任何基准电压值.TL431的电压温度系数 αT=30×10-6/℃(即 30ppm/℃).其动态阻抗低,典型值为 0.2Ω.阴极工作电压 UKA 的允许范围是 2.50~36V,阴极工作电流 IKA=1~100mA. TL431 大多采用 DIP8 或 TO92 封装形式,管脚排列分别如图 1(a)及图 1(b)所示.图中,A 为阳极,使用时需接地.K 为阴极,需经限流电阻接正电源.UREF 是输出电压 Uo 的设定端,外接电阻分压器.NC 为空(a)电路符号(b)基本接线图 2TL431 的电路符号与基本接线脚.TL431 的等效电路见图 1(c),主要包括 4 部分: 1)误差放大器 A,其同相输入端接从电阻分压器上得到的取样电压,反相输入端则接内部2.50V 基准电压 Uref,并且设计的 UREF=Uref,UREF 端常态下应为 2.50V,因此亦称基准端; 2)内部 2.50V(准确值应为 2.495V)基准电压源 Uref; 3)NPN 型晶体管 VT,它在电路中起到调节负载电流的作用; 4)保护二极管 VD,可防止因 K,A 间电源极性接反而损坏芯片.TL431 的电路符号和基本接线如图 2 所示.它相当于一只可调式齐纳稳压管,输出电压由外部精密电阻 R1 和 R2 来设定,有公式 Uo=UKA=(1+R1/R2)(1) R3 是 IKA 的限流电阻. TL431 的稳压原理可分析如下:当由于某种原因致使 Uo↑时,取样电压 UREF 也随之升高,使 UREF>Uref,比较器输出高电平,令 ...