tl431稳压电路图分析

tl431的典型应用电路,主要包括恒压电路,恒流电路,可控分流电路以及在开关电源设计中的应用
tl431是可控精密稳压源。它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从vref(2.5v)到36v范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.2ω,在很多应用中用它代替稳压二极管,例如,数字电压表,运放电路,可调压电源,开关电源等。
tl431是由德州仪器生产,所谓tl431就是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从vref(2.5v)到36v范围内的任何值数字电压表,运放电路、可调压电源,开关电源等等。
恒压电路应用 恒压电路
图2:恒压电路
前面提到tl431的内部含有一个2.5v的基准电压,所以当在ref端引入输出反馈时,器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流,控制输出电压。如上图所示,当r1和r2的阻值确定后,两者对vo的分压引入反馈,若vo增大,反馈量增大,tl431的分流也就增加,从而又导致vo下降。显见,这个深度的负反馈电路必然在vi等于基准电压处稳定,此时vo=(1+r1/r2)vref。选择不同的r1和r2的值可以得到从2.5v到36v范围内的任意范围电压输出,特别地,当r1=r2时,vo=5v。需要注意的是,在选择电阻时必须保证tl431工作的必要条件,就是通过阴极的电流要大于1ma。
当然,这个电路并不太实用,但它很清晰地展示了该器件的工作原理在应用中的方法。将这个电路稍加改动,就可以得到在很多实用的电源电路,如图3,4
图3:大电流的分流稳压电路
图4:精密5v稳压器
恒流电路应用 由前面的例子我们可以看到,器件作为分流反馈后,ref端的电压始终稳定在2.5v,那么接在ref端和地间的电阻中流过的电流就应是恒定的。利用这个特点,可以将tl431应用很多恒流电路中。
图5:精密恒流源
如图5是一个实用的精密恒流源电路。原理很简单,不在聱述。但值得注意的是,tl431的温度系数为300ppm/℃,所以输出恒流的温度特性要比普通镜象恒流源或恒流二极管好的多,因而在应用中无需附加温度补偿电路。
下面就介绍一个用该器件为传感器电桥提供恒定偏流的电路,如图6
图6:恒定偏流电路
这是一个已连成桥路的传感器的前级处理电路。vref/r2的值应设为电桥工作所必要的恒定电流,该电流值通常会由传感器制造商提供。流经tl431阴极的电流由r1和电源电压vs决定,在应用中通常让它等于桥路电流,但一定要注意大于1ma。
由于tl431非常易于实现恒压或恒流,而且有很好的温度稳定性,因此很适合于仪表电路、传感器电路等设计应用。

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