TL431的典型應用電路,主要包括恒壓電路,恒流電路,可控分流電路以及在開關電源設計中的應用
TL431是可控精密穩壓源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意的設置到從Vref(2.5V)到36V范圍內的任何值。該器件的典型動態阻抗為0.2Ω,在很多應用中用它代替穩壓二極管,例如,數字電壓表,運放電路,可調壓電源,開關電源等。
TL431是由德州儀器生產,所謂TL431就是一個有良好的熱穩定性能的三端可調分流基準源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設置到從Vref(2.5V)到36V范圍內的任何值數字電壓表,運放電路、可調壓電源,開關電源等等。
恒壓電路應用
恒壓電路
圖2:恒壓電路
前面提到TL431的內部含有一個2.5V的基準電壓,所以當在REF端引入輸出反饋時,器件可以通過從陰極到陽極很寬范圍的分流,控制輸出電壓。如上圖所示,當R1和R2的阻值確定后,兩者對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,從而又導致Vo下降。顯見,這個深度的負反饋電路必然在VI等于基準電壓處穩定,此時Vo=(1+R1/R2)Vref。選擇不同的R1和R2的值可以得到從2.5V到36V范圍內的任意范圍電壓輸出,特別地,當R1=R2時,Vo=5V。需要注意的是,在選擇電阻時必須保證TL431工作的必要條件,就是通過陰極的電流要大于1mA。
當然,這個電路并不太實用,但它很清晰地展示了該器件的工作原理在應用中的方法。將這個電路稍加改動,就可以得到在很多實用的電源電路,如圖3,4
圖3:大電流的分流穩壓電路
圖4:精密5V穩壓器
恒流電路應用
由前面的例子我們可以看到,器件作為分流反饋后,REF端的電壓始終穩定在2.5V,那么接在REF端和地間的電阻中流過的電流就應是恒定的。利用這個特點,可以將TL431應用很多恒流電路中。
圖5:精密恒流源
如圖5是一個實用的精密恒流源電路。原理很簡單,不在聱述。但值得注意的是,TL431的溫度系數為300ppm/℃,所以輸出恒流的溫度特性要比普通鏡象恒流源或恒流二極管好的多,因而在應用中無需附加溫度補償電路。
下面就介紹一個用該器件為傳感器電橋提供恒定偏流的電路,如圖6
圖6:恒定偏流電路
這是一個已連成橋路的傳感器的前級處理電路。Vref/R2的值應設為電橋工作所必要的恒定電流,該電流值通常會由傳感器制造商提供。流經TL431陰極的電流由R1和電源電壓Vs決定,在應用中通常讓它等于橋路電流,但一定要注意大于1mA。
由于TL431非常易于實現恒壓或恒流,而且有很好的溫度穩定性,因此很適合于儀表電路、傳感器電路等設計應用。