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纠结中理清思路 搞定TL494负反馈问题

畅学电子    2015/2/26  

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有很多开关电源芯片输出电压设定都是用:Vout=(1+R1/R2)Vref这个公式(Vref为参考电压,R1,R2为采样电阻,R2接地)。如图1,设Vfb=Vref,误差放大器输出为Vref,即与三角波的比较器负输入端为Vref,此时控制占空比D,但不能保证此占空比控制开关管输出一定是Vo。比如,在电路中设计输出为Vout=6V,经R1和R2分压得到Vfb=2V,再设定Vref=2V,此时误差比较器输出也为2V,这个2V与三角波比较输出占空比D1,D1控制输出Vout=D1*Vin,假设输入为10V,那么D1大约60%,误差放大器2V控制的占空比D1不一定是60%。

图1

问题来了,这是否意味着要提前测得输出60%时误差放大器的输入V1,然后再根据V1选的Vfb和Vref,再确定电阻网络?经过多次尝试,每次都是加入负载VOut就变化,而且很大,还要注意单独测试,当误差放大器的输入V1增大时,占空比变小,即当Vout增大时,V1增大,占空比减小,导致Vout减小,其实是负反馈捣的鬼。

vout是否与Vref有关,还是和上面公式一样(Vout=(1+R1/R2)Vref)设定好Vref和R1,R2输出就设定了,不需考虑Vref与占空比直接的关系?举个例子来说,假设设定Vref=1V,R1/R2=4时,输出应该为5V,同样设定Vref=2.5V,R1/R2=1,输出也应该为5V,但Vref=1V和Vref=2.5V控制的占空比是不一样的,那怎么能保证输出VOut一样?

实际电路如下(图2),不用的误差放大器将其屏蔽,不需考虑,图中也构成了负反馈。

图2

图3

图3中因13脚接地,因此红色框中部分逻辑不需考虑,因此与图1基本一致,E极输出(以上描述只是为了说明TL494应用电路与图1一样也够成负反馈),现在的问题是,图一中在Vref不同时,经过设计不同的R1和R2是否可以得到相同的Vout,换句话说,设计Vout时Vref可以随便取,只要Vfb=Vref?这样的观点是否正确?

又仔细想了想,主要问题不再理论上,其实,输入V1=1V是占空比太小输出达不到6V,也将会导致Vfb减小,V1增加,占空比增大最终稳定在6V,是否意味着放大倍数A设定要特别大,这样VFb不等于Vref时,就差一点也会使V1很大。

经过自己不断疑问、反驳、试验,得到的结论是:

在TL494内部图中,三角波和误差放大器与此图接法相反,接误差放大器时,参考和反馈输入也相反(即误差放大器负输入为参考输入端),用的是E级输出,因此,构成的也是负反馈。这个Vref不是内部那个5V参考,其实是内部5V分压得到的,当Vfb=vref时输出就是Vref设误差放大器A=Z2/Z1,则误差放大器输出V1=(1+A)Vref-AVfb,当Vref=Vfb时输出就是Vref。

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