TL431可調(diào)電壓基準(zhǔn)的接法

1、TL431可調(diào)電壓基準(zhǔn)的接法時(shí)間:2007-02-27   來(lái)源:   整理:林水潮   點(diǎn)擊：846   字體大小:【大 中 小】 TL431是一個(gè)小個(gè)頭（如同普通小三極管封裝）而又便宜的可調(diào)電壓基準(zhǔn)芯片。具體的參數(shù)大家可以參考其pdf文檔說(shuō)明,這里給出其兩種最常用的接法。1.這種接法提供2.5V基準(zhǔn)電壓,簡(jiǎn)單適用。 2.該接法可以提供一個(gè)可以調(diào)節(jié)的基準(zhǔn)電壓。電壓輸出為2.5×（1R2/R1）。 TL431特性與應(yīng)用時(shí)間:2006-08-10   來(lái)源:   整理:   點(diǎn)擊：1479

2、60; 字體大小:【大 中 小】 德州儀器公司（TI）生產(chǎn)的TL431是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設(shè)置到從Vref （2.5V）到36V的任何值（如圖2）。該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗為0.2，在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運(yùn)放電路、可調(diào)壓電源，開關(guān)電源等等。    下圖是該器件的符號(hào)。3個(gè)引腳分別為：陰極（CATHODE）、陽(yáng)極（ANODE）和參考端（REF）。    TL431的具體功能可以用下圖的功能模塊示意。     &

3、#160;    圖1：TL431的器件符號(hào)和功能示意圖     由圖可以看到，VI是一個(gè)內(nèi)部的2.5V基準(zhǔn)源，接在運(yùn)放的反相輸入端。由運(yùn)放的特性可知，只有當(dāng)REF端（同相端）的電壓非常接近VI（2.5V）時(shí)，三極管中才會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流通過(guò)，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過(guò)三極管的電流將從1到100mA變化。當(dāng)然，該圖絕不是TL431的實(shí)際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以不能簡(jiǎn)單地用這種組合來(lái)代替它。但如果在設(shè)計(jì)、分析應(yīng)用TL431的電路時(shí)，這個(gè)模塊圖對(duì)開啟思路，理解電路都是很有幫組的，本文的一些分析也將基于此模塊展開。 

4、;   1、 恒壓電路應(yīng)用          圖2：恒壓電路    前面提到TL431的內(nèi)部含有一個(gè)2.5V的基準(zhǔn)電壓，所以當(dāng)在REF端引入輸出反饋時(shí)，器件可以通過(guò)從陰極到陽(yáng)極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。如上圖所示，當(dāng)R1和R2的阻值確定后，兩者對(duì)Vo的分壓引入反饋，若Vo增大，反饋量增大，TL431的分流也就增加，從而又導(dǎo)致Vo下降。顯見，這個(gè)深度的負(fù)反饋電路必然在VI等于基準(zhǔn)電壓處穩(wěn)定，此時(shí)Vo=（1+R1/R2）Vref。選擇不同的R1和R2的值可以得到從2.5V到3

5、6V范圍內(nèi)的任意范圍電壓輸出，特別地，當(dāng)R1=R2時(shí)，Vo=5V。需要注意的是，在選擇電阻時(shí)必須保證TL431工作的必要條件，就是通過(guò)陰極的電流要大于1mA。    當(dāng)然，這個(gè)電路并不太實(shí)用，但它很清晰地展示了該器件的工作原理在應(yīng)用中的方法。將這個(gè)電路稍加改動(dòng)，就可以得到在很多實(shí)用的電源電路，如圖3，4         圖3：大電流的分流穩(wěn)壓電路         圖5：精密5V穩(wěn)壓器    由前面

6、的例子我們可以看到，器件作為分流反饋后，REF端的電壓始終穩(wěn)定在2.5V，那么接在REF端和地間的電阻中流過(guò)的電流就應(yīng)是恒定的。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以將TL431應(yīng)用很多恒流電路中。         圖5：精密恒流源    如圖5是一個(gè)實(shí)用的精密恒流源電路。原理很簡(jiǎn)單，不在聱述。但值得注意的是，TL431的溫度系數(shù)為300ppm/，所以輸出恒流的溫度特性要比普通鏡象恒流源或恒流二極管好的多，因而在應(yīng)用中無(wú)需附加溫度補(bǔ)償電路。    下面就介紹一個(gè)用該器件為傳感器電橋提供

7、恒定偏流的電路，如圖6         圖6：恒定偏流電路    這是一個(gè)已連成橋路的傳感器的前級(jí)處理電路。Vref/R2的值應(yīng)設(shè)為電橋工作所必要的恒定電流，該電流值通常會(huì)由傳感器制造商提供。流經(jīng)TL431陰極的電流由R1和電源電壓Vs決定，在應(yīng)用中通常讓它等于橋路電流，但一定要注意大于1mA。    由于TL431非常易于實(shí)現(xiàn)恒壓或恒流，而且有很好的溫度穩(wěn)定性，因此很適合于儀表電路、傳感器電路等設(shè)計(jì)應(yīng)用。在此方面的應(yīng)用例子很多，設(shè)計(jì)原理并不復(fù)雜，本文不再一一介紹。

8、    2、 可控分流特性的應(yīng)用     由第1節(jié)介紹的功能模塊圖，當(dāng)REF端的電壓有微小變化時(shí)，從陰極到陽(yáng)極的分流將隨之在1100mA內(nèi)變化。利用這種可控分流的特性，可以用小的電壓變化控制繼電器、指示燈等，甚至可直接驅(qū)動(dòng)音頻電流負(fù)載。如圖7是此應(yīng)用的一個(gè)簡(jiǎn)單400mW單聲道功率放大電路。         圖7：音頻功率放大電路    3、 關(guān)電源上的應(yīng)用     在過(guò)去的普通開關(guān)電源設(shè)計(jì)中，通常采用將輸出

9、電壓經(jīng)過(guò)誤差放大后直接反饋到輸入端的模式。這種電壓控制的模式在某些應(yīng)用中也能較好地發(fā)揮作用，但隨著技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今世界的電源制造業(yè)大多已采用一種有類似拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方案。此類結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源有以下特點(diǎn)：輸出經(jīng)過(guò)TL431（可控分流基準(zhǔn)）反饋并將誤差放大，TL431的恒流端驅(qū)動(dòng)一個(gè)光耦的發(fā)光部分，而處在電源高壓這邊的光耦感光部分得到的反饋電壓，用來(lái)調(diào)整一個(gè)電流模式的PWM控制器的開關(guān)時(shí)間，從而得到一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓輸出。下圖是一個(gè)實(shí)用的4W開關(guān)型5V直流穩(wěn)壓電源的電路。該電路采用了此種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并同時(shí)使用了TOPSwitch技術(shù)。圖中 C1、L1、C8和C9構(gòu)成EMI濾波器，BR1和C2對(duì)輸入交流電壓整

10、流濾波，D1和D2用于消除因變壓器漏感引起的尖峰電壓，U1是一個(gè)內(nèi)置 MOSFET的電流模式PWM控制器芯片，它接受反饋并控制整個(gè)電路的工作。D3、C3是次級(jí)整流濾波電路，L2和C4組成低通濾波以降低輸出紋波電壓。 R2和R3是輸出取樣電阻，兩者對(duì)輸出的分壓通過(guò)TL431的REF端來(lái)控制該器件從陰極到陽(yáng)極的分流。這個(gè)電流又是直接驅(qū)動(dòng)光耦U2的發(fā)光部分的。那么當(dāng)輸出電壓有變化趨勢(shì)時(shí)，Vref隨之增大導(dǎo)致流過(guò)TL431的電流增大，于是光耦發(fā)光增強(qiáng)，感光端得到的反饋電壓也就越大。U1在接受這個(gè)變化反饋電壓后將改變MOSFET的開關(guān)時(shí)間，輸出電壓隨改變而回落。事實(shí)上，上面講述的過(guò)程在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)達(dá)

11、到平衡，平衡時(shí)Vref=2.5V，又有R2= R3，所以輸出為穩(wěn)定的5V。這里要注意的是，不再能通過(guò)簡(jiǎn)單地改變?nèi)与娮鑂2、R3的值來(lái)改變輸出電壓，因?yàn)樵陂_關(guān)電源中每個(gè)元件的參數(shù)對(duì)整個(gè)電路工作狀態(tài)的影響都會(huì)很大。按圖中所示參數(shù)時(shí)，電路可在90VAC264VAC（50/60Hz）輸入范圍內(nèi)，輸出+5V，精度優(yōu)于±3%，輸出功率為 4W，最大輸出電流可達(dá)0.8A，典型變換效率為70%。         圖8：開關(guān)電源電路Tags：TL431    · TL431的幾種基本用法時(shí)間:2007

12、-01-08   來(lái)源:   整理:Panic   點(diǎn)擊：1687   字體大小:【大 中 小】        TL431作為一個(gè)高性價(jià)比的常用分流式電壓基準(zhǔn)，有很廣泛的用途。這里簡(jiǎn)單介紹一下TL431常見的和不常見的幾種接法。       圖(1)是TL431的典型接法，輸出一個(gè)固定電壓值，計(jì)算公式是： Vout = (R1+R2)*2.5/R2，       同時(shí)R3的數(shù)值

13、應(yīng)該滿足1mA < (Vcc-Vout)/R3 < 500mA        當(dāng)R1取值為0的時(shí)候，R2可以省略，這時(shí)候電路變成圖(2)的形式，TL431在這里相當(dāng)于一個(gè)2.5V穩(wěn)壓管。       利用TL431還可以組成鑒幅器，如圖(3)，這個(gè)電路在輸入電壓 Vin < (R1+R2)*2.5/R2 的時(shí)候輸出Vout為高電平，反之輸出接近2V的電平。需要注意的是當(dāng)Vin在(R1+R2)*2.5/R2附近以微小幅度波動(dòng)的時(shí)候，電路會(huì)輸出不穩(wěn)定的

14、值。       TL431可以用來(lái)提升一個(gè)近地電壓，并且將其反相。如圖(4)，輸出計(jì)算公式為： Vout = ( (R1+R2)*2.5 - R1*Vin )/R2      特別的，當(dāng)R1 = R2的時(shí)候，Vout = 5 - Vin。這個(gè)電路可以用來(lái)把一個(gè)接近地的電壓提升到一個(gè)可以預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，唯一需要注意的是TL431的輸出范圍不是滿幅的。      TL431自身有相當(dāng)高的增益（我在仿真中粗略測(cè)試，有大概46db），所以可以用作放大器。     圖(5)顯示了一個(gè)用TL431組成的直流電壓放大器，這個(gè)電路的放大倍數(shù)由R1和Rin決定，相當(dāng)于運(yùn)放的負(fù)反饋回路，而其靜態(tài)輸