超級電容TL431方案全講解

本方案采用九個2.7V/50F的法拉電容串聯(lián)，采用TL431進行均衡，均衡電流1A，充電電壓24.3V。

設計思路

TL431內部構造圖

由芯片數(shù)據(jù)手冊可知，TL431芯片內部基準源為2.5v(實際2.475-2.525之間)

那么很容易就知道芯片內部的邏輯:

當”+”輸入端電壓高于”－”輸入端時，電壓比較器輸出為高電平,三極管導通，K位置輸出低電平；

當”+”輸入端電壓低于”－”輸入端時，電壓比較器輸出為低電平，三極管截至，K位置等于輸入；

那么我們就可以用來制作一個超級電容均壓電路

各元器件參數(shù)選取思路：

均衡電壓怎么設置：

根據(jù)數(shù)據(jù)手冊給出的公式：Vout = （R5+R6）*2.5/R6，我們將均衡電壓設置在2.7V

TL431的工作電流：

TL431流過的電流需要在1-100ma,所以輸入電壓值除以220R=（0-13ma）

(考慮會有個體電壓能沖到0-3V，所以需要謹慎選取電阻阻值)

為什么采取兩個4.7R電阻并聯(lián)：

等效電阻為2.35R，考慮極端情況（個體電容沖到3V），除去中功率三極管壓降，會有2.7V施加在上面，也就是2.7/2.35=1.15A,每個電阻承擔(1.15/2)^2*4.7=2.7W，符合市面上能買到的電阻參數(shù)（直插電阻4.7R/3W）。

（實際功率應該留有一定的裕量，所以這部分電路可以諸位自行更改，比如選用2R/5W,這樣極端情況下功率為3.6W，相對于額定留有30%裕量）

三極管的功率：

我使用的中功率晶體管D882 30V/3A ，電流的冗余留的很多了，加上大封裝，散熱還是可以的。

（D882管電流有點小，基極電阻有點大，都造成了管的壓降有點大，擴流的話三極管可選5A以上的）

極端情況仿真結果圖：

最后梳理一下：該方案的均壓邏輯：

當分壓后”+”輸入端電壓高于”－”輸入端2.5V時，電壓比較器輸出為高電平,三極管導通，K位置輸出低電平,S8550(PNP)導通，D882（PNP）導通；

當分壓后”+”輸入端電壓低于”－”輸入端2.5V時，電壓比較器輸出為低電平，三極管截至，K位置等于輸入,S8550(PNP)截止，D882（PNP）截止；

原文鏈接：

https://blog.csdn.net/qq_44125275/article/details/127715588