TL431与光耦合器是电源转化器规划人员常用的一种组合。但若不慎重考虑与规划，此组合会让工程师感到非常扎手。本文将评论许多经历不足甚至连部份有经历的规划人员皆简单落入的窠臼。
图1是典型电路。R1与R2组成的电阻分压器在输出电压到达方针值时，会让R1与R2的接点电压刚好等于TL431的内部参阅电压。电阻R3以及电容C1与C2供给TL431所需的回授回路补偿以便安稳操控回路。回路增益值决议后，即可核算这些元件值并将它们加在一起。
图1：典型的TL431回授电路。
图1的TL431电路增益可由下列公式核算：
其间Zfb等于：
ω则代表角速度（radians/sec）。
光耦合器回路增益＝（R6/R4）&TImes;光耦合器电流转化比（Current Transfer RaTIo；CTR），规划人员有必要知道光耦合器的电流转化比，才干核算该增益。
但实践搬运函数是由光耦合器的LED电流决议，所以图1的TL431电路总增益还包括另一因数。该函数是（Vout-Vcathode）／R4，其间Vout等于进入TL431的Vsense电压，这使得TL431与光耦合器的「总增益方程序」等于：
上式的+1项在本文里代表「躲藏」的回授途径，只需Zfb/R1远大于1即可疏忽。在后面的示波器图片中，将进一步解说和显现该项的影响，咱们现在先假定这个公式是正确的。
规划人员只需将电源转化器的各项增益元素相乘，就能得到不考虑回授电路影响下的转化器开回路增益。这些元素包括：变压器圈数比；PWM自动输出滤波器元件效应和TL431增益以外的相关负载效应；以及光耦合器的影响。
转化器会在特定的开关频率下操作。规划人员知道开回路总增益须在低于该频率6分之1的某个点跨过0dB，因而大都规划人员会留下恰当的元件公役，其它人则会将跨过点规划在大约该频率10分之1的方位。在此例中，咱们假定开关频率固定为100kHz。
因为已知操控到输出增益（control-to-output gain）在方针跨过频率点的增益值，接下来只需让TL431回授回路和光耦合器的增益等于该增益值的倒数即可。
规划人员已知道要在什么样的频率下，才干让TL431的回路在相位增益大于45度的方位跨过0dB，因而他们现在能够挑选该回路的零件。
假如TL431的电路增益有必要超越20dB，那只需挑选正确的R3电阻以及C1和C2电容，就能决议TL431增益曲线。此刻规划人员可将+1项疏忽，因为它远小于TL431的增益。
图2是转化器的操控到输出增益图，它在10kHz方针跨过点的增益为0.1或-20dB，这表明回授回路在零跨过点的增益有必要等于+20dB或10倍。
图2：转化器的操控到输出增益图。
规划人员现能决议他们所想要的回路呼应，然后挑选恰当的R1﹐R2﹐R3﹐R4﹐R6﹐C1和C2。
为了简化规划起见，此处让R4等于R6，一起挑选电流转化比等于100的光耦合器（亦即经过LED的每个毫安电流都会让晶体管输出1个毫安电流）。
为让10kHz增益值等于10，R3有必要等于10倍的R1。TL431增益曲线在0dB点后应逐步下滑，但因为规划人员仍需必定程度的相位增益，所以挑选C2时应令其20kHz阻抗值等于R3。规划人员要求低频部份的增益较高，但0dB跨过点的相位增益要大于45度，所以挑选1kHz阻抗等R3的C1值。
图3：操控到输出、TL431和总体系回路增益的频率联系图。
图3显现操控到输出（实线）、补偿增益（点线）和体系总增益（虚线）的开始开回路增益图。这份规划在此例中作业很抱负：总回路增益会在10kHz处跨过0dB（在图3中，笔直座标值等于1之处），每10倍频的增益斜率则为20dB，这能供给规划人员所要的相位边限。
但是实践运用不必定能到达这些抱负条件。咱们将以一个操控到输出增益为+20dB的比如做为阐明，发现就算恪守前面比如的相同规矩，并疏忽增益方程序的+1项，成果却有很大不同。
差异在于依据规划，+1项会使TL431与光耦合器的增益，绝不会降到光耦合器自身增益以下。这是因为TL431感测的信号，相同会呈现在供给电流给光耦合器的电压源，这也便是所谓的「躲藏回路」。随著TL431增益值降到0dB以下，它会变成很安稳的电压。但是电压源（图1的+Vout）上的任何信号，仍会透过光耦合器在电流上发生信号。
对规划人员而言，挑选R3等于1/10 R1，意味著图1电路的+Vout点若呈现10kHz 100mV弦波信号，TL431阴极就会发生与+Vout信号反相的10mV信号。这个规划会在R4电阻两头形成110mV信号（其间100mV来自电阻的+Vout端，10mV来自TL431阴极）。电路需求10mV信号才干在10kHz得到0dB增益值，这使总回路增益在所要求的10kHz跨过点仍为+20dB。
随著频率持续升高，差错放大器输出信号会越来越弱。但来自信号源的信号仍然不变，经过电阻R4的电流也持续由+Vout电压主导。
这表明随著差错放大器的增益经过0dB，由TL431和光耦合器电路组成的回授回路增益曲线将逐步平整，并如下图4所示固定于1或0dB （点线）。
图4：增益元件操控到输出、回授电路和总开回路增益的增益图。
处理此问题的办法是在R4与Vout间添加一个滤波器，让R4有安稳的电压源。在此例中运用滤波器和串联稳压器的典型做法如图5所示。
图5：包括滤波电路的回授回路。
图6是添加滤波电路后的增益曲线，能够看出它发生咱们所要的TL431增益曲线。
图6：在R4与Vout之间添加滤波器所得到的作用。
咱们还树立一个电路，来展现添加滤波器的作用并进行测验。图7即为测验所用的电路。
图7：测验电路。
为了丈量电路的回路增益，先在R9两头加上一个信号，然后丈量两个电路点之间的电压。第一个要丈量的电路点是R9与R7的接点。
第二个电路点则视丈量目标为TLV431增益或光耦合器输出而定。若要丈量TLV431增益就将它接到TLV431的阴极，若要丈量CNY17就连接到光晶体管的射极。
图8显现TLV431的增益与相位图，图9则是CNY17射极的增益与相位图。
图8：TLV431的增益。
图9：CNY17的增益。
图10：测验电路的增益图。
图11：测验电路的相位图。
丈量过程中以不同频率得到的增益值，显现于之后的示波器图上。图12与13显现增益值的相对改动景象。
图12：10Hz的电压。
图13：50Hz的电压。
最上面的波形是以差动方法将信号加到R9两头（图7中的A点），然后丈量R9与R7的连接点所得到的波形。下面的波形是加到TLV431阴极的信号（图7中的B点），中心的波形则是光耦合器的射极电压波形（图7中的C点）。
能够看出光耦合器射极与TLV431阴极的电压相位刚好相差180度，TLV431信号振幅也略大于光耦合器的光晶体管射极，这正是电流转化比小于1所形成的影响。最终，咱们还看到TLV431与光耦合器的50Hz波形振幅都小于10Hz时的振幅。
图14：100Hz的电压。
图15：500Hz的电压。
增益会随著频率升高而逐步下降。但从回路呼应图形能够看出光耦合器的增益或振幅会逐步安稳，TLV431的增益则会持续下降。从图10能够看出这应呈现在500Hz左右。
为了更便利调查这些效应，接下来的几张示波器图片都运用较大的输入信号。
图16：1kHz的电压。
图17：5kHz的电压。
TLV431的输出会随著频率进一步升得更高而持续下降。到了5kHz时，示波器上简直已看不到涟波。但是，光耦合器输入信号与输出信号则简直相同巨细。
图18：10kHz的电压。
到了10kHz时，TLV431的电压看起来就像一条直线，光耦合器的输出则仍可看出输入弦波的形状。这些成果都符合本文前面评论的丈量值与核算成果。
定论：直流电源转化器选用这类回授规划时，常需对供给光耦合器电流的电压源进行滤波。它有助于除掉这个「躲藏」途径，并使用TL431邻近的元件操控回授回路增益。
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