TL431特性和簡(jiǎn)介

發(fā)布時(shí)間:2011-8-19 11:04    發(fā)布者:我愛(ài)電子
關(guān)鍵詞: TL431
1 TL431的簡(jiǎn)介

德州儀器公司(TI)生產(chǎn)的TL431是一是一個(gè)有良好的熱穩定性能的三端可調分流基準源。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設置到從Vref(2.5V)到36V范圍內的任何值(如圖2)。該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗為0.2Ω,在很多應用中可以用它代替齊納二極管,例如,數字電壓表,運放電路、可調壓電源,開(kāi)關(guān)電源等等。



左圖是該器件的符號。3個(gè)引腳分別為:陰極(CATHODE)、陽(yáng)極(ANODE)和參考端(REF)。TL431的具體功能可以用如圖1的功能模塊示意。



由圖可以看到,VI是一個(gè)內部的2.5V基準源,接在運放的反相輸入端。由運放的特性可知,只有當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)穩定的非飽和電流通過(guò),而且隨著(zhù)REF端電壓的微小變化,通過(guò)三極管 圖1 的電流將從1到100mA變化。當然,該圖絕不是TL431的實(shí)際內部結構,所以不能簡(jiǎn)單地用這種組合來(lái)代替它。但如果在設計、分析應用TL431的電路時(shí),這個(gè)模塊圖對開(kāi)啟思路,理解電路都是很有幫助的,本文的一些分析也將基于此模塊而展開(kāi)。

2. 恒壓電路應用



前面提到TL431的內部含有一個(gè)2.5V的基準電壓,所以當在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。如圖2所示的電路,當R1和R2的阻值確定時(shí),兩者對Vo的分壓引入反饋,若V o增大,反饋量增大,TL431的分流也就增加,從而又導致Vo下降。顯見(jiàn),這個(gè)深度的負反饋電路必然在VI等于基準電壓處穩定,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36V范圍內的任意電壓輸出,特別地,當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1 mA 。

當然,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 大電流的分流穩壓電路



圖4 精密5V穩壓器



3. 恒流電路應用



由前面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)的電流就應是恒定的。利用這個(gè)特點(diǎn),可以將TL431應用很多恒流電路中。

如左圖5是一個(gè)實(shí)用的精密恒流源電路。原理很簡(jiǎn)單,不再贅述。但值得注意的是,TL431的溫度系數為30ppm/℃,所以輸出恒流的溫度特性要比普通鏡像恒流源或恒流二極管好得多,因而在應用中無(wú)需附加溫度補償電路。

圖5下面就介紹一個(gè)用該器件為傳感器電橋提供恒定偏流的電路,如圖6。



這是一個(gè)已連成橋路的硅壓傳感器的前級處理電路。Vref/R2的值應設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)現恒壓或恒流,而且有很好的溫度穩定性,因此很適合于儀表電路、傳感器電路等設計應用。在此方面的應用例子很多,設計原理并不復雜,本文不再一一介紹。

4. 可控分流特性的應用

由第1節介紹的功能模塊圖,當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1~100mA內變化。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,甚至可直接驅動(dòng)音頻電流負載。如圖7是此應用的一個(gè)簡(jiǎn)單400mW單聲道功率放大電路。



圖7



圖8

5. 在開(kāi)關(guān)電源上的應用

在過(guò)去的普通開(kāi)關(guān)電源設計中,通常采用將輸出電壓經(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用中也能較好地發(fā)揮作用,但隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展,當今世界的電源制造業(yè)大多已采用一種有類(lèi)似拓撲結構的方案。此類(lèi)結構的開(kāi)關(guān)電源有以下特點(diǎn):輸出經(jīng)過(guò)TL431(可控分流基準)反饋并將誤差放大,TL431的沉流端驅動(dòng)一個(gè)光耦的發(fā)光部分,而處在電源高壓主邊的光耦感光部分得到的反饋電壓,用來(lái)調整一個(gè)電流模式的PWM控制器的開(kāi)關(guān)時(shí)間,從而得到一個(gè)穩定的直流電壓輸出。上圖是一個(gè)實(shí)用的4W開(kāi)關(guān)型5V直流穩壓電源的電路。該電路采用了此種拓撲結構并同時(shí)使用了TOPSwitch技術(shù)。圖中C1、L1、C8和C9構成EMI濾波器,BR1和C2對輸入交流電壓整流濾波,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是次極整流濾波電路,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)電流又是直接驅動(dòng)光耦U2的發(fā)光部分的。那么當輸出電壓有變大趨勢時(shí),Vref隨之增大導致流過(guò)TL431的電流增大,于是光耦發(fā)光加強,感光端得到的反饋電壓也就越大。U1在接受這個(gè)變大反饋電壓后將改變MOSFET的開(kāi)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)間內就會(huì )達到平衡,平衡時(shí)Vref=2.5V,又有R2=R3,所以輸出為穩定的5V。這里要注意的是,不再能通過(guò)簡(jiǎn)單地改變取樣電阻R2、R3的值來(lái)改變輸出電壓,因為在開(kāi)關(guān)電源中每個(gè)元件的參數對整個(gè)電路工作狀態(tài)的影響都會(huì )很大。按圖中所示參數時(shí),電路可在90VAC~264VAC(50/60Hz)輸入范圍內,輸出+5V,精度優(yōu)于±3%,輸出功率為4W,最大輸出電流可達0.8A,典型變換效率為70%。

TL431實(shí)驗手記

1、TL431的簡(jiǎn)介

TL431是一是一個(gè)有良好的熱穩定性能的三端可調分流基準源。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設置到從Vref(2.5V)到36V范圍內的任何值。  

圖1是該器件的符號。3個(gè)引腳分別為:陰極(CATHODE)、陽(yáng)極(ANODE)和參考端(REF)。圖2是TL431的外形圖。圖3是TL431的內部示意圖。



圖1



圖2



圖3

2、恒壓電路應用

TL431的內部含有一個(gè)2.5V的基準電壓,所以當在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。如圖4所示的電路中,當R1和R2的阻值確定時(shí),兩者對Vo的分壓引入反饋,若V o增大,反饋量增大,TL431的分流也就增加,從而又導致Vo下降。顯見(jiàn),這個(gè)深度的負反饋電路必然在VI等于基準電壓處穩定,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36V范圍內的任意電壓輸出,特別地,當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1 mA 。



3、實(shí)驗手記

阻值取值:R0取1.5K,R1、R2分別取10K,按結果,應得到5V的輸出電壓。Vin使用12V,實(shí)測電壓為5V。Vin使用24V,實(shí)測電壓5V(我的3 1/2位電表的顯示值),因此,此種器件的精度很高。

接入負載,在C、A端并接負載電阻,Vin用12V。當負載電阻大于2K時(shí),輸出電壓幾乎看不出任何變化。當電阻小于2K時(shí),輸出電壓開(kāi)始減小,此時(shí)應當是前面所說(shuō)的陰極電流的條件不符合了。
本文地址:http://selenalain.com/thread-73717-1-1.html     【打印本頁(yè)】

本站部分文章為轉載或網(wǎng)友發(fā)布,目的在于傳遞和分享信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀(guān)點(diǎn)和對其真實(shí)性負責;文章版權歸原作者及原出處所有,如涉及作品內容、版權和其它問(wèn)題,我們將根據著(zhù)作權人的要求,第一時(shí)間更正或刪除。
zhy 發(fā)表于 2011-11-2 23:00:07
精華呀。。。。。。。
您需要登錄后才可以發(fā)表評論 登錄 | 立即注冊

相關(guān)視頻

關(guān)于我們  -  服務(wù)條款  -  使用指南  -  站點(diǎn)地圖  -  友情鏈接  -  聯(lián)系我們
電子工程網(wǎng) © 版權所有   京ICP備16069177號 | 京公網(wǎng)安備11010502021702
快速回復 返回頂部 返回列表
午夜高清国产拍精品福利|亚洲色精品88色婷婷七月丁香|91久久精品无码一区|99久久国语露脸精品|动漫卡通亚洲综合专区48页