TL431工作原理的基本介紹

　　TL431

　　TL431是由德州儀器生產(chǎn)，所謂TL431就是一個(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范圍內(nèi)的任何值(如圖1)。該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗為0.2Ω，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。

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

　　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 圖1 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(dá)到36V可調(diào)電壓，工作電流也可以是0.1~100MA,動(dòng)態(tài)電阻是0.22歐，輸出電壓中紋波低，圖二是TL431應(yīng)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(zhǔn)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(dòng)態(tài)的。圖3是它作電壓基準(zhǔn)和驅(qū)動(dòng)外加場(chǎng)效應(yīng)管K790作管構(gòu)成的輸出電流大(約6A)、電路簡(jiǎn)單、安全的穩(wěn)壓電源。最大的特點(diǎn)輸出電壓高，輸出電流大的特點(diǎn)，應(yīng)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(gòu)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(hù)電路，場(chǎng)效應(yīng)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(guò)程是：當(dāng)輸出電壓下降，F(xiàn)點(diǎn)肯定會(huì)下降，TL431放大后E點(diǎn)電壓就會(huì)上升，K790后，B點(diǎn)電壓上升，這一個(gè)電壓下降后自動(dòng)穩(wěn)壓的過(guò)程，當(dāng)然因負(fù)載減輕時(shí)，電壓會(huì)上升，那么上面的穩(wěn)壓過(guò)過(guò)程就相反，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。

　　TL431保護(hù)電路

　　上面說(shuō)的是最大輸出電流是6A，那么當(dāng)輸出電壓超過(guò)6A時(shí)，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(shuō)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(yīng)用。

　　TL431恒壓電路應(yīng)用

　　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。如圖2所示的電路，當(dāng)R1和R2的阻值確定時(shí)，兩者對(duì)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(dǎo)致Vo下降。顯見(jiàn)，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36V范圍內(nèi)的任意電壓輸出，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1 mA 。

　　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4，5。