TI的TL431反饋應(yīng)用詳解

　　TL431簡(jiǎn)介

　　德州儀器公司（TI）生產(chǎn)的TL431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2）。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。

　　tl431參數(shù)

　　三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源

　　可編程輸出電壓：2.495V~36V

　　電壓參考誤差：±0.4% ，典型值@25℃（TL431B）

　　低動(dòng)態(tài)輸出阻抗：0.22Ω（典型值）

　　溫度補(bǔ)償操作全額定工作溫度范圍

　　負(fù)載電流1.0毫安--100毫安。

　　全溫度范圍內(nèi)溫度特性平坦，典型值為50 ppm/℃，

　　最大輸入電壓為37V

　　最大工作電流150mA

　　內(nèi)基準(zhǔn)電壓為2.495V（25°C）

　　tl431特點(diǎn)

　　1. 輸出電壓最高到 40V2.2、動(dòng)態(tài)輸出阻抗低，典型值為 0.2Ω

　　3. 陰極電流能力為 0.1mA~100mA

　　4. 全溫度范圍內(nèi)溫度特性平坦，典型值為 50ppm/℃

　　5. 噪聲輸出電壓低

　　6. 快速開態(tài)響應(yīng)

　　7. ESD 電壓為 2000V

　　輸出電壓計(jì)算公式：UO=2.5*{1+（R1/R2）}

　　TL431器件符號(hào)

　　上圖是該器件的符號(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下圖的功能模塊示意。

　　由圖可以看到，VI是一個(gè)內(nèi)部2.5V的基準(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，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過三極管的電流將從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，本文的一些分析也將基于此模塊而展開。

　　TL431應(yīng)用電路

　　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Vo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3，4。

　　下面就推選 一個(gè)用該器件為傳感器電橋提供恒定偏流的電路

　　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，在運(yùn)用 中通常讓它等于橋路電流，但必須要留心大于1mA。

　　由于TL431特別易于實(shí)現(xiàn)恒壓或恒流，并且有很好的溫度穩(wěn)定性，因此很適合于儀表電路、傳感器電路等設(shè)計(jì)運(yùn)用 。在此方面的運(yùn)用 例子許多，設(shè)計(jì)原理并不龐雜，本文不再一一推選 。