UC3842和431可控精密稳压源

3842

IS300T030-C-EST伺服驱动器电源部分线路测绘图

UC2842 与 UC2845 核心区别在于‌欠压锁定（UVLO）阈值‌和‌最大占空比‌：前者适用于高压启动且支持近 100% 占空比，后者适用于低压启动且限制最大 50% 占空比 。‌‌

核心参数对比

• ‌欠压锁定开启/关闭阈值‌：UC2842 为 ‌16V / 10V‌；UC2845 为 ‌8.5V / 7.9V‌（部分资料标注 8.8V/7.6V，典型值为 8.5V/7.9V）。

• ‌最大占空比‌：UC2842 可达 ‌~100%‌；UC2845 被内部触发器限制为 ‌~50%‌。

• ‌典型应用场景‌：UC2842 适合‌离线反激/高压输入‌电路；UC2845 适合‌12V 低压输入‌、推挽或正激等需防磁芯饱和的拓扑。

• ‌其他共性‌：两者引脚兼容、工作频率均可达 500kHz、启动电流均<0.5mA、内置 5V 基准及推挽输出驱动能力相同 。‌‌

选型建议

1. 若输入电压较高（如直接整流市电）且需宽占空比调节，选 ‌UC2842‌。

2. 若输入电压较低（如 12V 电池或辅助电源）或需防止变压器偏磁（推挽/正激拓扑），选 ‌UC2845‌。

3. 注意：若误用 UC2845 于高压直接启动场景，可能因 UVLO 阈值过低导致无法可靠启动或误动作；反之 UC2842 在低压系统中可能无法启动。‌‌

需

TL431A

TL431是可控精密稳压源，它的输出电压用两个电阻就可以设置从Vref（2.5V）到36V范围内的任何值，该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中用它代替稳压二极管。

标准符号

简化原理图

电流镜：作用实现基准电流一致；

带隙基准：正反温度系数相互抵消，实现TL431输出电压与温度关系不大；

TL431 通过带隙基准和电流镜，实现与温度基本无关的基准电压 Vref，在 REF=2.5V 时整个电路达到平衡。

REF 同时也是输入端，当施加在 REF 上面的电压发生改变，比如 Vref 增加，那么就会打破平衡，导致平衡点的电压升高，放大器对地下拉更多的电流，让 Cathode 电压降低，直到 Vref 重新等于 2.5V，再次达到平衡。

从手册中知道，Iref 的电流大概是 2uA 左右，这个电流也是 TL431 工作的条件，不然无法工作，另外，精准的稳压公式 Vka 如上图所示。因此 R1/R2 不能选得太大，选得太大可能会提供不了足够的 Iref。

另一方面，我们计算的时候经常舍去 Iref*R1 这一项，如果 R1 过大，会造成这一项比较大，最终的结果就是实际稳压的结果跟计算的结果不一致。

TL431常用应用电路

这是431用得最多的电路，输出电压Vout=(1+R1/R2)Vref。选择不同的R1和R2的值可以得到从2.5V到36V范围内的任意电压输出，特别地，当R1=R2时，VO=5V。由于参考极输入用的是射极跟随器，因此具有很高的输入阻抗，而输入电流很小。

对于此电路，基本分析步骤为：

1）确定稳压电压

2）确定负载最大电流

3）根据输入电压Vin、稳压电压，限流电阻R确认TL431的工作电流（1mA~100mA）

4）算出限流电阻R的功率，P=（Vin-Vout）*（Vin-Vout）/R，选择合适的电阻R

例如输入电压12V，输出电压为3.3V，根据TL431的Ref引脚只需要uA级的电流就看实现稳压，因此R1和R2可选择K级电阻，K1这里选择15K，那么K2为47K，输出电压3.297V；

负载电流Iout假设是30mA，流过TL431的电流IKA可以按照最小值1mA计算，那么输入电流Iin=Iout+IKA=31mA，那么电流电阻R≤（Vin-Vout）/Iin≈280Ω，可以取220欧姆，此时电阻功率P≈344mW，电阻可取3/4W的2010封装贴片电阻。注意TL431的耗散功率，一般是350mW左右，即PD≥Iout*Vout。此种稳压器功率较小，一般只用作基准电源，适合于宽输入电压或存在大的输入电压瞬变场合。

2、串联稳压器

串联稳压器可以说是并联稳压器的扩充，但是电流可以输出很大（如果用大电流的复合管），但是输出电压公式一样的，Vout=(1+R1/R2)Vref，注意输出最小值Vout（min）=Vref+Vbe。

R为TL431提供工作电流同时也为晶体管Q提供基极电流，C1起到补偿作用，TL431耗散功率PD=Vout*(Iout/β)，其中β为晶体管放大倍数。这种基准电源适合于负载电流变化，电源电流和负载电流同时减小或者需要对基准源进行休眠或关断的场合。

3、并联扩流稳压电路

并联扩流稳压电路是在基本的并联稳压电路基础上修改而来，通过增加三极管，三极管的发射极连接到输出电压端，利用三极管的放大状态，使其具有扩流作用。

4、比较器

利用EL431的基准电压Vref可以设计带温补电压基准的单电源比较器，其中Vth=Vref，当Vin＜Vref时，Vout＞0；当Vin＞Vref时，Vout≌2V。

5、恒流源

由于Vref端的电压始终稳定在2.5V，那么接在REF端和地间的电阻中流过的电流就应是恒定的。利用这个特点，可以将TL431设计出精密的恒流源。恒流电流I=Vref/R1。

6、用作开关电源的误差放大器

在开关电源当中我们经常看见这样的反馈电路，以TL431构成误差放大器，以光耦进行原副边隔离的电路结构。R3和R5决定输出电压大小，C4和R6构成补偿网络。当输出电压有变化，最终导致光耦输入端二极管电流变化，从而控制电源芯片开关管通断频率，使输出电压保持不变。

如何求出从 TL431 到光耦的传递函数？

下图是反激的 TL431 的典型电路，我们的目标就是求出传递函数 Vout (s)/Verr(s)。

下图是 Ti 的 TL431 手册中的等效电路图：

等效电路可看作是两级放大，第一级为运放，第二级为三极管放大。准确的说，第二级是三极管放大，不过集电极需要上拉到电源才能放大，好在我们的电路就是通过电阻和光耦的发光二极管上拉到电源。

如果理解为两级放大，那就就简单了，我们把它合并为一级就好了，当然两级增益会较一级更大，不过不影响，第一级都能看成理想运放了（增益无穷），两级增益更大，一样看成是无穷就好。

不过需要注意，第一级放大是同相放大器，输入增大，输出也增大；第二级的三极管放大，信号是反相的，基极 B 电压增大，会导致集电极输出电压减小，信号反相。所以两级合并之后，变成了反相放大器，REF 接的是负相端“-”。

输入电压 REF 增大，第一级运放输出也会增大，输入到三极管的基极 B，集电极 C 电压会减小，是不是这样？所以，我们可以把 TL431 进一步等效为我们熟悉的运放了，就是下面的东东：

整体等效后的电路：

处理完 LT431，还有光耦，其实光耦不用处理，因为当其工作在线性区的时候，总会有一个公式成立，那就是光耦的电流传输比 CTR：

我们只需要计算出光耦发光管的电流 IF，然后就能根据电流传输比 CTR（光耦手册一般有标注），得到光敏晶体管端的电流 Ic，然后乘以电阻，就可以得到 output 的电压了。

PC817 的 CTR：

但是问题又来了，IF 如何得到呢？发光二极管本身的电压和电流是非线性的，那怎么办呢？

二极管导通时，其可用一个电压源 Vf 和动态电阻 Rd 来表示，Vf 即二极管的导通压降。

然后我们结合实际的情况，二极管的 Rd 一般都比较小，以 PC817 为例，下图是 PC817 的发光二极管的曲线。

从曲线上非常粗糙的得到 Rd=12.5Ω，这是一个非常糙的值，虽然不准，但是我们可以知道它的量级是几十欧姆，比较小。另外一方面，Rled 和 Rbias 的值一般都是 kΩ级别的，因此 Rd 相对于它俩来说可以忽略掉。

因此，为了简单，我们分析这个电路的时候，完全可以认为二极管两端电压恒定不变，等效为一个电压源，即为 Vf 不变。

如果二极管的偏置电流比较小，那么Rd 会比较大（从上图可以看到，当电流小，伏安特性曲线的切线斜率会小，即 Rd 会比较大），还是忽略Rd 的话，计算可能就不是很准确。关于这个，具体细节就不深究了，如果感兴趣，完全可以不忽略 Rd 进行计算，计算方法都是一样的，我写这个的目的也不是为了给出一个电路的计算结果，而是希望通过这样一个例子，让兄弟们知道这种电路该咋搞。

eg计算过程

有了上面的分析，我们可以把原来的电路等效为下图，现在所有的器件都是我们熟知的器件，计算出传递函数应该就不在话下了。

传递函数计算过程如下

1、电路稳定后，当 Vout 增加了△Vo

2、根据运放的“虚短”，负相端电压为 2.5V 不变，那么 R1 增加的电流为：△Vo/R1

3、负相端电压 2.5V 不变，那么 Rlower 的电流不会有变化；同时根据运放的“虚断”，负相端节点电流一直为 0，即不会变化；根据运放的负相端节点电流总和为 0，那么 R1 增加的电流是从 Zc 流过，即 Zc 的电流增加量也为：△Vo/R1。

4、Zc 电流增加了△Vo/R1，那么意味着 Zc 两端电压增加了：△Vo*Zc/R1，而 Zc 右边电压为 2.5V 不变，那么只有可能是 Zc 左边的电压发生了变化，变化量为：-△Vo*Zc/R1。因为 Zc 的电流是往左增大，所以Zc 左边的电压是减小的，所以加了一个负号。

5、Zc 左边的电压，也就是放大器的输出电压，即放大器输出端电压增加了：-△Vo*Zc/R1。

6、运放输出端电压增加了-△Vo*Zc/R1，Rbias 两端电压为 VF 不变，那么 RLed 下端的电压也就增加-△Vo*Zc/R1，而 Rled 上端电压增加了△Vo，因此，RLed 两端电压增加了：△Vo-(-△Vo*Zc/R1)=(1+Zc/R1)*△Vo

7、知道了 Rled 的电压增量，那么 Rled 的电流增量为：(1+Zc/R1)*△Vo/Rled

8、又因为 Vf 恒定不变，那么 Rbias 的电流恒定不变，所以 Rled 的电流增量全部流过二极管。即二极管的电流增量为：△If= (1+Zc/R1)*△Vo/Rled

9、二极管电流增量为△If，那么光耦的晶体管电流增量为：△Ic=CTR*△If= CTR* (1+Zc/R1)*△Vo/Rled

10、Rpullup 的电流增量也为△Ic，那么 Rpullup 两端的电压增量为△Ic*Rpullup，这个电压增量也就是Verr 的电压减小量，所以△Verr=- CTR* (1+Zc/R1)*△Vo*Rpullup/Rled，我们把公式变换下，即：△Verr/△

Vo=- CTR* (1+Zc/R1) *Rpullup/Rled，至此，我们的传递函数就求出来了。