TL431工作原理

TL431

TL431是由德州儀器生產(chǎn)，所謂TL431就是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設置到從Vref(2.5V)到36V范圍內(nèi)的任何值(如圖1)。該器件的典型動態(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(shù)字電壓表，運放電路、可調(diào)壓電源，開關電源等等。

左圖是該器件的符號。3個引腳分別為：陰極(CATHODE)、陽極(ANODE)和參考端(REF)。TL431的具體功能可以用如圖2的功能模塊示意。

由圖可以看到，VI是一個內(nèi)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，三極管中才會有一個穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過三極管 圖1 的電流將從1到100mA變化。當然，該圖絕不是TL431的實際內(nèi)部結構，所以不能簡單地用這種組合來代替它。但如果在設計、分析應用TL431的電路時，這個模塊圖對開啟思路，理解電路都是很有幫助的。

TL431工作原理

TL431是由TO_92封裝，如圖3可以看出，輸出電壓可以達到36V可調(diào)電壓，工作電流也可以是0.1~100MA,動態(tài)電阻是0.22歐，輸出電壓中紋波低，圖二是TL431應用電路，從圖中可以看出,改變R2 和R3的電阻值可以改變TL431的輸出基準電壓，就像穩(wěn)壓二極管一樣，只是穩(wěn)壓二極管和穩(wěn)壓值是固定的，而TL431是穩(wěn)壓值是動態(tài)的。圖3是它作電壓基準和驅(qū)動外加場效應管K790作管構成的輸出電流大(約6A)、電路簡單、安全的穩(wěn)壓電源。最大的特點輸出電壓高，輸出電流大的特點，應用也非常廣泛。

220V 的電壓變壓器的降壓后，送到整流橋中，整流后的全波電壓在C2,D6,D5,C3構成陪壓電壓，使得輸出大約為60V 左右，Rw、R3組成分壓電路，T1431、R1組成取樣放大電路，9013、R2組成限流保護電路，場效應管K790作管(可直接并聯(lián)使用)以及C5是輸出濾波器電路等。穩(wěn)壓過程是：當輸出電壓下降，F(xiàn)點肯定會下降，TL431放大后E點電壓就會上升，K790后，B點電壓上升，這一個電壓下降后自動穩(wěn)壓的過程，當然因負載減輕時，電壓會上升，那么上面的穩(wěn)壓過過程就相反，從而達到穩(wěn)壓的目的。

TL431保護電路

上面說的是最大輸出電流是6A，那么當輸出電壓超過6A時，R2上的電壓降升高，從而使得9013處于截止，輸出電流被阻止在6A以內(nèi)，

元器件說明：R1選用2W、R2選用5W,其他元器件可以電路圖中的參數(shù)應用。

TL431恒壓電路應用

前面提到TL431的內(nèi)部含有一個2.5V的基準電壓，所以當在REF端引入輸出反饋時，器件可以通過從陰極到陽極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。如圖2所示的電路，當R1和R2的阻值確定時，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，這個深度的負反饋電路必然在VI等于基準電壓處穩(wěn)定，此時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(nèi)的任意電壓輸出，特別地，當R1=R2時，Vo=5V。需要注意的是，在選擇電阻時必須保證TL431工作的必要條件，就是通過陰極的電流要大于1 mA 。

當然，這個電路并不太實用，但它很清晰地展示了該器件的工作原理在應用中的方法。將這個電路稍加改動，就可以得到在很多實用的電源電路，如圖4，5。