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1、TL431可调基准电压源原理2008-08-3000:10:40|分类：直流稳压电源|字号大中小订阅TL4引可调基准电压源原理2008-05-2013:19来源：http:/ Instruments，简称TI）生产的2. 5036V可调式精密并联稳压器。它属于一种具有电流输出能力的可调基准电压源。其 性能优良，价格低廉，可广泛用于单片精密开关电源或精密线性稳压电源中。此 外，TL431还能构成电压比较器、电源电压监视器、延时电路、精密恒流源等。目前在单片精密开关电源中，常用它构成外部误差放大器，再与光耦合器一起组 成隔离式反馈电路。TL4引的同类产品还有TLV43IA低压可调式精密并联稳压器，
2、后者能输出1.2 46V的基准电压。（一）TIA31的性能特点1）TL43l 系列产品包括 TL43lC、TL43l AC、TL43lI、TL431AI、TL43l M、TL43lY，共6种型号。它们的内部电路完全相同，仅个别技术指标略有差异。例如,TL43lc和TL43IAC的工作温度范围是070C，而TL431J为-4085C, TL43 1M 为-55125C。2）它属于三端可调式器件，利用两只外部电阻可设定2. 5036V范围内的任 何基准电压值。TL4引的电压温度系aT=30xL0-6 /C（即30ppm /C）。3）动态阻抗低，典型值为0. 20。4）输出噪声低。5）阴极工作电压V
3、KA的允许范围是2. 5036V,极限值为37V。阴极工作 电流IKA=I100mA，极限值是150mA。其额定功率值与器件的封装形式和环 境温度有关。以采用双列直插式塑料封装的TL43ICP为例，当环境温度TA=25C 时，其额定功率为1000mW； TA25C时则按8. 0mW /C的规律递减。（二）TIA31的工作原理TL431大多采用DIP 8或T092封装形式，引脚排列分别如图1 一 12a、b 所示。图中，A（anode）为阳极，使用时需接地。K（cathode）为阴极，需经限流电 阻后接正电源。VREF是输出基准电压值的设定端，外接电阻分压器。NC为空脚。 TL4引的等效电路如图
4、l 一 12c所示，主要包括4部分：误差放大器A,其同相 输入端接取样电压VREF，反相输入端则接内部2. 50V基准电压Vref，并且设计 的VREF二VRRef；内部2. 50V（准确值为2. 495V）基准电压源Vref；NPN 型晶体管VT，在电路中起调节负载电流的作用；保护二极管VD，能防止因K A间电源极性接反而损坏芯片。PH： -cr ru |ll ii W -C MH H 111 IH.E -n ILL薛 Im * w-Cttf H Ti TL431的电路图形符号和基本接线如图1 一 13所示。它相当于一只可调齐纳稳压管，输出电压由外部精密电阻R1和R2来设定，有公式：R3是I
5、KA的限流电阻。选取R3阻值的原则是，当输入电压Vi为最小值时必须保证100mAIKA1mA，以便使TL431能正常工作。沏丨I N3I的图孫需号马堆本罐纯衬虧昭復殆希U b?乩冷樓战TL431的稳压原理可分析如下：当由于某种原因致使V。升高时，取样电压 vref也随之升高，使VREFVref,比较器输出高电平，令VT导通，V。J。反之，V。J-VREFvVref-比较器再次翻转，输出变成低电平-VT截止-V。f。 这样循环下去，从动态平衡的角度来看，就迫使V。趋于稳定，达到了稳压目的, 并且 NREF二Vref。F面介绍T1431的两个重要参数。式中Al.TJ堆准电压在允许詛度范由内的変化甜
6、；込黯件&自揪通瓯条件冋勺允许环揽温度变化范臥.举例珈明1W1C在25弋时I” f即5下開的典型值为2转创+而祢加寬肘为 2. 496 . 0T时坐成2, 492 V. Jt aF, =70 -OU - 70V b 妆2. 496 -Z 42Z495 x70=23 x 90 51低于典型IB UOkHJV),(3)动态阳抗# TL4J!的勒臺阻抗俄下式而定梵典型值但为0-2G礙光壬般也不Hit U. 5 肖 哗 =5mV , A/m =20mA 也山武(I -n)不难jt；h =u-2512ft. in vH.端外援分压电阻后，电路的渤 态阻抗就娈成昭 zrz：特别，序缶二札时Z =2Z-0.
7、 4M(三)TL431的应用技巧1. 三端固定式稳压器实现可调输出将7800系列三端固定式集成稳压器配上 T1431,即可实现可调电压输出，电路如图丨一 14所示。现将TL431接在7805 型三端稳压器的公共端(GND)与地之间，通过调节R1来改变输出电压值，此时 仍用式(19)计算V。值。需要说明两点：第一，因7805的静态工作电流Id为 几至几十毫安，并且从GND端流出来，恰好可为TL431提供合适的阴极电流I KA，故Vi与TL431的阴极之间无需接限流电阻；第二，TL431能提升7805的G ND端电位，使VGND二VKA，因此该稳压器的最低输出电压Vomin二VREF+5 V=7.
8、 5V。最高输入电压Vimax=37. 5V，7805的最高输入电压为35V，其余 2. 5V压降由TL431承受。2. 5V、1. 5A精密稳压器TL431亦可配LM317型三端可调式集成稳压器,构成如图I 一 15所示的5V、1. 5A固定输出式精密稳压器。TL431接于LM317的调整端(ADJ)与地之间。R1和R2均采用误差为0. 1%的精密金属膜电阻。鉴于LM317本身的静态工作电流Id=IADJ = 50yA1mA,无法给TL431提供正 常的阴极电流值，因此在电路中需增加R3。V。经过R3向TL431供给的阴极电 流IKA应大于1mA才能保证芯片正常工作。当R3=240Q时，IK
9、A=5mA1m A。I - 14吒规曲走式取山甜 生观町训辐出的屯略W I - J5 5V L5A 擀驚 广-器粉电跖3. 大电流并联稳压器前面介绍的均为TL4引在串联式线性稳压器中的应用。 若将TL431配以PNP型功率管，还可构成大电流并联式稳压器，电路如图丨一 1 6所示。调整R1就能改变V。值。4. 简易5V精密稳压器由TL431和NPN型功率管构成的5V串联式精密稳压器电路，如图117所示。用丨-川 大电流年麻锂压器- 17-,；!5 U 窝5.电压监视器由两片TL431（ICI、IC2）构成的电压监视器电路如图118所示。现利用发光二极管LED作为电源电压正常状态的指示灯。电压上限
10、VH和电压下限VL分别由下式确定：PchTnuLS二宜R3为LED的限流电阻，R4的阻值应使IC2的阴极电流大于1mA, ICI和IC2 可等效于两只并联式开关。仅当电源电压正常，即VHViVL时，LED发光， 表示被监视电压Vi符合规定。一旦ViVH,出现过电压时，ICI就导通，VK1J, 使得Ic2截止，VK2f, LED就因负极接高电位而停止发光。倘若V1VL，发生 欠电压故障，ICl和IC2就同时截止，仍使LED熄灭。6. TL431的其他应用由TL431构成的延时指示器电路如图119所示。该电路的延迟时间由下式确定FL431 奉R1为定时电阻，C是定时电容。当开关S断开时，电源Vi就
11、经过R1对C 进行充电，但此时Vcv2. 50V,故VK呈高电位，使LED熄灭。随着Vc不断 升高，一旦达到2. 50V，VK就变成低电位，令LED发光。因此，LED的熄灭 时间就代表电路的延迟时间t。例如，当Vi = 12V、R1=1MQ、C=0. 1吓时， 代人式（1 一 15）计算出t=23ms。若将s闭合，电容c就迅速放电，并为下次延 时做好准备。TL4引还能构成精密恒流源，电路如图120所示，RL是负载。恒定电流由下式确定：C5丄eg丄300V卫！j111TOP223Y 1BRI DF06SA D4j BVV26CR8 051 Q222/1222/1KVBlwww.ic37. comR1R2 i_i274IIClPl lOOu 2A5J0U+ 06半如25Vl J j H2 SIR1620CTICnTC7!2p/25说 Hl_L| ASICR7U miT CIS #S2n * 35VCl 9丄 lOOn Tov-C20lOOn*i C2i i ALEOlL2 150 B2C22 lOOn I卜5,86Vn _ 丄C8 tODyU2PCI2J216V20.48VU3 L 亚 431 产 244RSCDf331IKR10R12472O AC220V 6
