TL431三端可调基准电压芯片设计及2大应用电路介绍

[导读]TL431三端可调基准电压芯片设计原理图和TL431两大实际应用电路将是下述内容的主要介绍对象，通过这篇文章，小编希望大家可以对它的相关情况以及信息有所认识和了解，详细内容如下。

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一、TL431三端可调基准电压芯片原理图解析

TL431的输出电压可调，(在电源电压足够的情况下)只需用两个电阻就可以设置为2…5V~36V范围内的任何值。在很多应用中可以用它代替齐纳二极管，例如，数字电压表，运放电路、可调压电源，开关电源等等。

它内部具有一个2.5V的基准电压，接在运放的反相输入端;参考端(R)接在运放的同相输入端。运放相当于一个放大器，会把同相输入端与反向输入端的电压差放大很多倍。正常情况下参考端的电压总是2.5V左右。如果参考端的电压变大，那么运放的输出端电压也会升高，导致流过三极管的电流增大，也就是流入TL431的电流变大了，或者说TL431的等效电阻变小了。合适的外部电路能够利用这一点，让参考端(R)的电压变小，形成负反馈。例如下图：

假设采样电路没有变化，由于某些意外原因导致了输出电压Vo变大，那么由Vo分压得到的参考端电压也变大，导致TL431等效电阻变小。由R1与R2组成的取样电路电阻之和常常是10K以上，电流通常不到1mA，我们把它忽略不计，则限流电阻R3与TL431的关系近似于串联。所以输出电压Vo等于TL431上分摊的电压，TL431阻值变小，所以Vo变小。因此，此电路依靠负反馈调节，把TL431参考端的电压限制在2.5V左右。在R1与R2组成的取样电路中，流向TL431的电流是微安级别，忽略不计。R2上的电压总是2.5V，所以用串联电路的分压公式可以求出输出电压与R1，R2阻值的关系：

确定R1与R2的阻值就能计算出输出电压的值。在电路中不存在R1的时候，Vo是最小值2.5V。Vo最大不会超过VCC。如果把R1或R2设置为可调的电阻，就能做出输出可调的线性稳压电路。并联电容可以改善输出电压的质量。限流电阻R3的作用是把流过TL431的电流限制在1mA~100mA的范围内。限流电阻的阻值与电流计算公式与稳压二极管电路相似：

如果电路无需带负载，例如作为参考电压，R3的阻值可以大一些;如果需要负载需要较大电流，流过限流电阻的电流=流过稳压管的电流+流过负载的电流，限流电阻上的相当一部分电流会以发热的形式白白浪费掉。实际上此电路用作电源的场合较少。由于TL431可以通过分压电阻配出不同的电压，且这个电压几乎不受电源电压的影响，所以常常用于产生参考电压。比如电子秤用电池供电，新电池与快没电的电池电压是不一样的，所以电池的电压不能作为参考，此时就可以用TL431作为基准电压。

二、TL431恒压电路应用

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。如上图所示的电路，当R1和R2的阻值确定时，两者对Vo的分压引入反馈，若V o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1 mA 。

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，如下面的两个图。