TL431三端可調(diào)基準(zhǔn)電壓芯片設(shè)計(jì)原理圖和TL431兩大實(shí)際應(yīng)用電路將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象，通過(guò)這篇文章，小編希望大家可以對(duì)它的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、TL431三端可調(diào)基準(zhǔn)電壓芯片原理圖解析

TL431的輸出電壓可調(diào)，(在電源電壓足夠的情況下)只需用兩個(gè)電阻就可以設(shè)置為2…5V~36V范圍內(nèi)的任何值。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。

它內(nèi)部具有一個(gè)2.5V的基準(zhǔn)電壓，接在運(yùn)放的反相輸入端;參考端(R)接在運(yùn)放的同相輸入端。運(yùn)放相當(dāng)于一個(gè)放大器，會(huì)把同相輸入端與反向輸入端的電壓差放大很多倍。正常情況下參考端的電壓總是2.5V左右。如果參考端的電壓變大，那么運(yùn)放的輸出端電壓也會(huì)升高，導(dǎo)致流過(guò)三極管的電流增大，也就是流入TL431的電流變大了，或者說(shuō)TL431的等效電阻變小了。合適的外部電路能夠利用這一點(diǎn)，讓參考端(R)的電壓變小，形成負(fù)反饋。例如下圖：

假設(shè)采樣電路沒(méi)有變化，由于某些意外原因?qū)е铝溯敵鲭妷篤o變大，那么由Vo分壓得到的參考端電壓也變大，導(dǎo)致TL431等效電阻變小。由R1與R2組成的取樣電路電阻之和常常是10K以上，電流通常不到1mA，我們把它忽略不計(jì)，則限流電阻R3與TL431的關(guān)系近似于串聯(lián)。所以輸出電壓Vo等于TL431上分?jǐn)偟碾妷?，TL431阻值變小，所以Vo變小。因此，此電路依靠負(fù)反饋調(diào)節(jié)，把TL431參考端的電壓限制在2.5V左右。 在R1與R2組成的取樣電路中，流向TL431的電流是微安級(jí)別，忽略不計(jì)。R2上的電壓總是2.5V，所以用串聯(lián)電路的分壓公式可以求出輸出電壓與R1，R2阻值的關(guān)系：

確定R1與R2的阻值就能計(jì)算出輸出電壓的值。在電路中不存在R1的時(shí)候，Vo是最小值2.5V。Vo最大不會(huì)超過(guò)VCC。 如果把R1或R2設(shè)置為可調(diào)的電阻，就能做出輸出可調(diào)的線性穩(wěn)壓電路。并聯(lián)電容可以改善輸出電壓的質(zhì)量。限流電阻R3的作用是把流過(guò)TL431的電流限制在1mA~100mA的范圍內(nèi)。限流電阻的阻值與電流計(jì)算公式與穩(wěn)壓二極管電路相似：

如果電路無(wú)需帶負(fù)載，例如作為參考電壓，R3的阻值可以大一些;如果需要負(fù)載需要較大電流，流過(guò)限流電阻的電流=流過(guò)穩(wěn)壓管的電流+流過(guò)負(fù)載的電流，限流電阻上的相當(dāng)一部分電流會(huì)以發(fā)熱的形式白白浪費(fèi)掉。 實(shí)際上此電路用作電源的場(chǎng)合較少。由于TL431可以通過(guò)分壓電阻配出不同的電壓，且這個(gè)電壓幾乎不受電源電壓的影響，所以常常用于產(chǎn)生參考電壓。比如電子秤用電池供電，新電池與快沒(méi)電的電池電壓是不一樣的，所以電池的電壓不能作為參考，此時(shí)就可以用TL431作為基準(zhǔn)電壓。

二、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。如上圖所示的電路，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，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，如下面的兩個(gè)圖。

圖 大電流的分流穩(wěn)壓電路

圖 精密5V穩(wěn)壓器

三、TL431恒流電路應(yīng)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(wěn)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(yīng)是恒定的。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以將TL431應(yīng)用很多恒流電路中。

如上圖是一個(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(shù)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(yīng)用中無(wú)需附加溫度補(bǔ)償電路。

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，如下圖。

這是一個(gè)已連成橋路的硅壓傳感器的前級(jí)處理電路。Vref/R2的值應(yīng)設(shè)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(yīng)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(xiàn)恒壓或恒流，而且有很好的溫度穩(wěn)定性，因此很適合于儀表電路、傳感器電路等設(shè)計(jì)應(yīng)用。在此方面的應(yīng)用例子很多，設(shè)計(jì)原理并不復(fù)雜，本文不再一一介紹。

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