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剖析常见电子电路:TL431稳压芯片工作原理与应用,易懂明白

 leafcho 2019-06-10

TL431在电子电路中应用非常广泛,常用在比较器电路、精密恒流源、运放电路、可调压电源等。尤其在隔离开关电源中应用非常多,常用来与光耦组成隔离式反馈电路,做运放配合线性光耦来完成电压环的补尝,使电源电压稳定输出。

TL431的特点参数是:动态阻抗低,典型值为0.2R,输出噪声低。阴极工作电压范围宽,可达2.5-36V;阴极工作电流Iak=1-100mA;额定功率为1W。

图1是TL431的基本电路接线图,从图中可以看出,它相当于一只可调节的齐纳稳压二极管,输出电压由外部的R2、R3来设定,Vo=(1+R2/R3)Vref,Vref是TL431的基准电压,为2.5V。

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图1

图2是TL431的等效电路,它主要是由误差放大器A、外部分压电阻上的联样电压、2.5V基准稳压源Vref,NPN形晶体管Q1和保护二极管D1组成。其工作原理:当输出电压Vo上升时,取样电压Vr也随着升高,这使得取样电压大于基准电压Vref,误差放大器输出升高致使晶体管Q1导通,集电极电位下降,输出电压Vo也下降。

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图2

图3是TL431在开关电源中的经典应用,目前市面上我们所用到的电源——那些采用副边反馈调节输出的电源,几乎都是用TL431与光耦组成隔离式反馈电路。

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图3

图3原理:当输出电压升高,TL431的reference脚上电压随之升高,这相当于运放反向输入端的电压上升,使TL431阴极电压下降(TL431阴极相当于运放的输出端),流过光耦体里二极管的的电流变大,光耦体三极管的电流同时也变大,Vref电压不变,COPM电压变小,PWM芯片部比较器反向输入端电压减小,占空比变小,输出电压下降,从而实现反馈电压的调节。其中,R41用来设置通过线性光耦二极管的电流,R42用来增加流过TL431的电流,R44、R45为输出电压采样电阻,C4为输出电压补偿。

图4是用TL431做可输出电压可调电路:

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图4

图4:将78L05三端稳压器接TL431的阴极上,调节R1来改变输出电压。从上面的公式我们得知:Vo=(1+R1/R2)Vref,输出电压可以用此式算出,最低输出电压为7.5V= Vref(2.5V)+5V;最高输出电压为37.5V=37.5+ Vref(2.5V),35V是78L05的最大输出电压值,也是其最大输入电压值。

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