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多路输出时tl431采样电阻的取值存疑?

各位大侠.小弟在设计多路输出开关电源时.对于tl431的采样电阻取值有一些疑问请教.
   主回路选5V.当仅从5V主输出上引出反馈信号,其余各路未加反馈电路.这样,当5V输出的负载电流发生变化时,会影响其他各路输出的稳定性.解决方法是给其他路输出也增加反馈,这个思路没错误吧.假设另一路是12V,我在一本参考书上看到的具体方法如下:
   在12V输出端与TL431的基准端之间并上电阻R6,并将R4的阻值从10kΩ增至21kΩ.由于12V输出亦提供一部分反馈信号,因此可改善该路的稳定性.在改进前,当5V主输出的负载电流从0.5A变化到2.0A(即从满载电流的25%变化到100%)时,12V输出的负载调整率SI=±2%;经改进后,SI=1.5%.改进前后的负载特性曲线如图4所示.下面介绍12V输出的反馈电路设计方法.
   12V输出的反馈量由R6的阻值来决定.假定要求12V输出与5V输出的反馈量相等,各占总反馈量的一半,即反馈比例系数K=50%.此时通过R6、R4上的电流应相等,即IR6=IR4.TL431的基准端电压UREF=2.50V.改进前,全部反馈电流通过R4,因此改进后,50%的电流从R6上通过,即IR6=250μA/2=125μA.R6的阻值由下式确定:
    将UO2=12V,UREF=2.50V,IR6=125μA代入(2)式中得到R6=76kΩ,可取标称阻值75kΩ.由于IR4已从250μA减至125μA,因此还须按下式调整R4的阻值:
    将UO1=5V,UREF=2.50V,IR4′=125μA代入(3)式中得到,R4=20kΩ.考虑到接上R6之后,5V输出的稳定度会略有下降,应稍微增大R4阻值以进行补偿,实取R4=21kΩ.

   这是各占50%的情况.当不为50%时同样也算得出来.但是我总觉得这种算法太过简单.首先,我的疑问是这种算法的前提就是5v和12v是稳的,但是为什么稳了,不就是靠采样电阻的分压和2.5比较后通过调整占空比来稳的吗,在假定稳的前提下来设计让它稳这样的话不就陷入了一个循环.
   另外从实际的情况来看.小弟现在做一个多路的电源,空载时输出正常.但带上负载后轻载的往上飘,重载的往下落,很是不解,后来看了论坛的一些帖子,也发帖问了各位大侠,总算把这个问题的原理想明白了.但是在双路反馈时,我实测tl431两端2.5,但输出4.9,2.7.原因我分析了一下,这不同于单路,单路的分压精确的由两个采样电阻确定,但是多路时.两个上拉电阻分别接在两个不同的输出上.如果两路的输出电流不同,带载后内阻上的压降也不同.
   假设5v降0.1,3.3v降0.5这样实际加在两个上拉电阻上的电压在反馈未开始的瞬间,是4.9 和2.8那么按照5和3.3来计算得到的电阻值还能去精确的来保证两个上拉电阻上的分压是0.8和2.5吗,我做出来的是不 能,算出来是6.8 ,22 ,10,实际上我把6.8的调到了几百欧姆,输出结果才稍微让人满意了点,我分析,按照计算的结果,输出电流小的路内阻的压降小,当反馈将这一路调整到使得下拉的分压是2.5后,这个反馈就处在动态平衡了.从而兼顾不到另一路,那么要想同时保证这三个电阻的分压是0.8,2.5,2.5这个值到底要怎么算,实际中大家又是怎么做的,望指教!
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walloncon
LV.4
2
2005-02-28 18:29
剖析得非常好,我也碰到过这种现象,我现在也是不知道多路该如何取样,我在做的时候,也是认为简单的分流,这是我们认为假定的,其实把分流接近去之后,输出的电压并不是期望值,一般对于对称的双路还好办点,我现在做三路,就不知道怎么弄了,我试了很多方案,还是不能够满足条件,谁懂得请帮帮忙.
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philips
LV.8
3
2005-02-28 18:52
同感!关照中!
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2005-02-28 20:03
兄弟能不能先把图弄上来呢?
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shower
LV.8
5
2005-03-01 08:39
@carl_cathy
兄弟能不能先把图弄上来呢?
同感,希望高手指点
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jacki_wang
LV.11
6
2005-03-01 09:27
你引述了一段分析,裡面有提到零件位置代號,但是沒有圖,也沒有公式,因此很難理解,希望可以把圖和公式補上.
你所引述的反饋設計法是對的,因為是反饋網絡,當我們按照期望的輸出來設定參數,而反饋網絡又能夠正常工作時,輸出就會正確.

而你碰到的輸出輿設定不一致是你的參數根本無法保證輸出的電壓是3.3和5V, 分析如下:
當輸出穩定,6.8上的電壓達到了2.5V, 則電流為2.5/6.8=0.368mA
50%電流為0.368/2=0.184mA, 這個電流在10和22的電阻上分別產生1.84V和4.05V, 各自加上2.5V則輸出為4.34V和6.55V,因此你無法用這一組參數來獲得3.3V跟5V.
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goodright
LV.4
7
2005-03-01 14:01
@jacki_wang
你引述了一段分析,裡面有提到零件位置代號,但是沒有圖,也沒有公式,因此很難理解,希望可以把圖和公式補上.你所引述的反饋設計法是對的,因為是反饋網絡,當我們按照期望的輸出來設定參數,而反饋網絡又能夠正常工作時,輸出就會正確.而你碰到的輸出輿設定不一致是你的參數根本無法保證輸出的電壓是3.3和5V,分析如下:當輸出穩定,6.8上的電壓達到了2.5V,則電流為2.5/6.8=0.368mA50%電流為0.368/2=0.184mA,這個電流在10和22的電阻上分別產生1.84V和4.05V,各自加上2.5V則輸出為4.34V和6.55V,因此你無法用這一組參數來獲得3.3V跟5V.
果然没图是不行,现传上5v和12v的图,

在5v和3.3v的情况下三个电阻:下拉为10K,3.3的上拉为6.4用的6.8,5V的上拉为21用的22K.500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109656892.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

要说明的是.实际中,光藕的连接是先并再串
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jacki_wang
LV.11
8
2005-03-01 14:28
@goodright
果然没图是不行,现传上5v和12v的图,在5v和3.3v的情况下三个电阻:下拉为10K,3.3的上拉为6.4用的6.8,5V的上拉为21用的22K.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109656892.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">要说明的是.实际中,光藕的连接是先并再串
你的參數得不到3.3V和5.2V? 郁悶ing.
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adp-power
LV.3
9
2005-03-01 14:37
@goodright
果然没图是不行,现传上5v和12v的图,在5v和3.3v的情况下三个电阻:下拉为10K,3.3的上拉为6.4用的6.8,5V的上拉为21用的22K.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109656892.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">要说明的是.实际中,光藕的连接是先并再串
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109659055.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109659068.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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goodright
LV.4
10
2005-03-01 14:41
@jacki_wang
你的參數得不到3.3V和5.2V?郁悶ing.
我觉得这个计算方法.是在两路的功率相差不大时得到的.这样带载后,空载输出电压经过两路内阻上的压降加到两个上拉电阻上后,基本上能保证计算时的分流比例,所以算出来的与实际做出来的相差不大.但是功率相差大了之后,这样的计算我觉得就不成立了,具体怎么修正还是就在实验中调试,请高手解疑!
   另外.我按照PI的一份资料试做了一个实验,
   标题是design idea Di-33网上应该能找到.
   用tny268,输出是12V/0.4  5V/1.6,3.3V/0.7 -12V/0.1,从5V和3.3V上双路反馈.反馈网络的电阻是6.34 ,20,10.与计算差不大功率也相差不少,但做出来的结果相当好,这个问题是不是还跟采用的芯片有关
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goodright
LV.4
11
2005-03-01 14:49
@adp-power
[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109659055.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109659068.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
您给的资料和我存疑的资料是一个意思.正是按照这个方法做出来的结果不好.所以说出来请大家指教,另外如果这个资料没问题的话,您能不在给出一些同样造成输出不正常的其他原因.
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adp-power
LV.3
12
2005-03-01 15:13
@goodright
您给的资料和我存疑的资料是一个意思.正是按照这个方法做出来的结果不好.所以说出来请大家指教,另外如果这个资料没问题的话,您能不在给出一些同样造成输出不正常的其他原因.
我更习惯于按各自的输出所占的比重与电流变化的范围大小选择电阻的组合.
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hotsps
LV.7
13
2005-03-01 15:18
用這種做法,需要考慮的一個重要問題是匝比要取得合適.這樣輸出才能比較准確.
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adp-power
LV.3
14
2005-03-01 15:29
@hotsps
用這種做法,需要考慮的一個重要問題是匝比要取得合適.這樣輸出才能比較准確.
大殿流时变压器的绕法还是很重要的,不知道使用交流叠加与使用直流叠加那个更合理些,使用中发现直流叠加稳定的多,有其它更好的方法吗?
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goodright
LV.4
15
2005-03-01 15:40
@adp-power
大殿流时变压器的绕法还是很重要的,不知道使用交流叠加与使用直流叠加那个更合理些,使用中发现直流叠加稳定的多,有其它更好的方法吗?
您能说明一下什么是交流叠加,什么是直流叠加吗?
我找的资料就两种:分离式和堆叠式,我现在全用的堆叠.因为有不少经验的匝数,比如24/12/5/3.3/分别用14/7/3/2,我试了很多次了,空载的时候极为精确,呵呵.
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hotsps
LV.7
16
2005-03-01 15:43
@adp-power
大殿流时变压器的绕法还是很重要的,不知道使用交流叠加与使用直流叠加那个更合理些,使用中发现直流叠加稳定的多,有其它更好的方法吗?
你說的直流疊加是指在整流後疊上去吧.我做的時候也發現比較好用,但有局限,低壓小電流,高壓大電流就不好取捨了
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goodright
LV.4
17
2005-03-01 15:46
@adp-power
我更习惯于按各自的输出所占的比重与电流变化的范围大小选择电阻的组合.
“电流变化的范围大小”?

  这里不是不是太明白.然后输出所占的比重是说有输出的比重和反馈电流所占的比重成正比吗?
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adp-power
LV.3
18
2005-03-01 15:49
@goodright
您能说明一下什么是交流叠加,什么是直流叠加吗?我找的资料就两种:分离式和堆叠式,我现在全用的堆叠.因为有不少经验的匝数,比如24/12/5/3.3/分别用14/7/3/2,我试了很多次了,空载的时候极为精确,呵呵.
就是堆叠的两种方式:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109663343.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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goodright
LV.4
19
2005-03-01 16:03
@adp-power
就是堆叠的两种方式:[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109663343.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
这样的话是不是有几路输出就要用到2倍的管腿?或者,能不能交直流混着用.500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109664960.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
这样的话可以节省管腿,不知道行不行
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ridgewang
LV.8
20
2005-03-01 17:15
@adp-power
就是堆叠的两种方式:[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109663343.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
A为交流叠加,B为直流叠加,是吗?你说的稳定,是指按照楼主的采样方式输出时,5伏和12伏都比较稳定吗?
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jacki_wang
LV.11
21
2005-03-01 17:26
@goodright
我觉得这个计算方法.是在两路的功率相差不大时得到的.这样带载后,空载输出电压经过两路内阻上的压降加到两个上拉电阻上后,基本上能保证计算时的分流比例,所以算出来的与实际做出来的相差不大.但是功率相差大了之后,这样的计算我觉得就不成立了,具体怎么修正还是就在实验中调试,请高手解疑!  另外.我按照PI的一份资料试做了一个实验,  标题是designideaDi-33网上应该能找到.  用tny268,输出是12V/0.4  5V/1.6,3.3V/0.7-12V/0.1,从5V和3.3V上双路反馈.反馈网络的电阻是6.34,20,10.与计算差不大功率也相差不少,但做出来的结果相当好,这个问题是不是还跟采用的芯片有关
理論是沒問題的,實際結果跟你的變壓器漏感和電路的寄生參數有關,可能是調整不過來了.
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goodright
LV.4
22
2005-03-02 15:14
@hotsps
你說的直流疊加是指在整流後疊上去吧.我做的時候也發現比較好用,但有局限,低壓小電流,高壓大電流就不好取捨了
请问这个关于高电压或大电流的分法有什么经验或是大多数认同的界限吗
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hotsps
LV.7
23
2005-03-03 13:00
@goodright
请问这个关于高电压或大电流的分法有什么经验或是大多数认同的界限吗
相對爾言的,沒有什麼特定的范圍
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蓝海
LV.5
24
2005-03-03 19:53
@hotsps
用這種做法,需要考慮的一個重要問題是匝比要取得合適.這樣輸出才能比較准確.
本人同意hotsps的看法并且也做过多款多组输出的,采用这种电路时对变压器的二次侧匝比要求比较严,特别是半匝的处理,否则两个电压不是低压低就是高压高,我的做法是先设计二次侧匝数然后反推一次侧匝数.
上述只是本人的调机经验没有理论分析,希望对大家有所帮助.
我见过一款200W的PHILIPS多组电源,用三组做反馈,不过它在PCB板上留了TRIM位,由生产线做电压细调.
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hotsps
LV.7
25
2005-03-04 14:28
@蓝海
本人同意hotsps的看法并且也做过多款多组输出的,采用这种电路时对变压器的二次侧匝比要求比较严,特别是半匝的处理,否则两个电压不是低压低就是高压高,我的做法是先设计二次侧匝数然后反推一次侧匝数.上述只是本人的调机经验没有理论分析,希望对大家有所帮助.我见过一款200W的PHILIPS多组电源,用三组做反馈,不过它在PCB板上留了TRIM位,由生产线做电压细调.
呵呵,你也這樣做訝
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2005-03-19 00:41
@goodright
我觉得这个计算方法.是在两路的功率相差不大时得到的.这样带载后,空载输出电压经过两路内阻上的压降加到两个上拉电阻上后,基本上能保证计算时的分流比例,所以算出来的与实际做出来的相差不大.但是功率相差大了之后,这样的计算我觉得就不成立了,具体怎么修正还是就在实验中调试,请高手解疑!  另外.我按照PI的一份资料试做了一个实验,  标题是designideaDi-33网上应该能找到.  用tny268,输出是12V/0.4  5V/1.6,3.3V/0.7-12V/0.1,从5V和3.3V上双路反馈.反馈网络的电阻是6.34,20,10.与计算差不大功率也相差不少,但做出来的结果相当好,这个问题是不是还跟采用的芯片有关
我比较赞同jacki的观点.特别是漏感引起交叉调整率很明显.
另外还有几点 可能导致上述现象:
1.变压器次级线径太细.
2.SCHOTKY DIODE选取太小或Vf太大.
3.PCB LAYOUT不合理.431的GND离输出太远,与输出地存在一定压差,对输出电压的变化不敏感.
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goodright
LV.4
27
2005-03-19 18:22
@dullheadpower
我比较赞同jacki的观点.特别是漏感引起交叉调整率很明显.另外还有几点可能导致上述现象:1.变压器次级线径太细.2.SCHOTKYDIODE选取太小或Vf太大.3.PCBLAYOUT不合理.431的GND离输出太远,与输出地存在一定压差,对输出电压的变化不敏感.
线径是通过电流来选的,在100k的工作频率下,穿透线径大概是0.21mm,具体做法是按照不超过两倍穿透线径0.45mm (查表0.731A)
小于这个电流输出的按电流和线径对应选,大于的用多股并饶.

Vf大是一个问题,
看来下次做时一定记得上机前测一下正向压降,毕竟有好多次货呀,谢谢了.
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吴增贤
LV.4
28
2005-07-07 08:56
@hotsps
呵呵,你也這樣做訝
您知道电阻入厂检验是怎样做的吗?我厂是生产电子镇流器的,做哪几项就可以确保电阻基本就没有问题?碳膜电阻,金属膜电阻,氧化膜电阻,贴片电阻,线绕电阻,排阻,
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veracity
LV.4
29
2005-07-08 16:48
@吴增贤
您知道电阻入厂检验是怎样做的吗?我厂是生产电子镇流器的,做哪几项就可以确保电阻基本就没有问题?碳膜电阻,金属膜电阻,氧化膜电阻,贴片电阻,线绕电阻,排阻,
这是个好贴
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xujiahong
LV.4
30
2005-07-08 20:25
@ridgewang
A为交流叠加,B为直流叠加,是吗?你说的稳定,是指按照楼主的采样方式输出时,5伏和12伏都比较稳定吗?
请问高手:我做12V2A和5V2A,它要求12V2A与5V0A或12V0A与5V2A负载调整率在+/-5%,能做到吗?请高手指点.本人在线等候.谢谢!!!!!!!
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jacki_wang
LV.11
31
2005-07-08 20:53
@xujiahong
请问高手:我做12V2A和5V2A,它要求12V2A与5V0A或12V0A与5V2A负载调整率在+/-5%,能做到吗?请高手指点.本人在线等候.谢谢!!!!!!!
如果你夠厲害,可以輕松做到;如果你不是很厲害,可以加大一點假負載做到.
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