活學(xué)活用TL431

　　TL431?是一種高精度、低溫漂并聯(lián)型電壓基準(zhǔn)器件，因?yàn)槠鋬r(jià)格便宜、性能優(yōu)良、簡(jiǎn)單易用，目前在各種電路中得到廣泛應(yīng)用。

　　TL431?精密可調(diào)基準(zhǔn)電源有如下特點(diǎn)：穩(wěn)壓值從?2.5~36V?連續(xù)可調(diào);參考電壓原誤差+-1.0%，低動(dòng)態(tài)輸出電阻,典型值為0.22歐姆輸出電流1.0~100毫安;全溫度范圍內(nèi)溫度特性平坦，典型值為50ppm;低輸出電壓噪聲。在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管，以幾乎相同的成本獲得更加優(yōu)異的性能，在如數(shù)字電壓表，運(yùn)放電路、可調(diào)壓電源，開(kāi)關(guān)電源等場(chǎng)合應(yīng)用廣泛。

　　TL431是一是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源，其外部引腳功能如下圖所示。

　　由圖可以看到，VI是一個(gè)內(nèi)部的2.5V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(guò)，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過(guò)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(lái)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(kāi)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(kāi)。

　　1)?精密基準(zhǔn)電壓源

　　上圖是TL431作為基準(zhǔn)電壓源時(shí)的兩種典型接法，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(guò)從陰極到陽(yáng)極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。若直接將輸出電壓引入ref腳，則輸出電壓為2.5V;若將輸出電壓分壓后再反饋到ref引腳，則可任意配置2.5~36V之間的基準(zhǔn)電壓。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(guò)陰極的電流要大于1?mA?。

　　對(duì)上述電壓稍加改進(jìn)，可以有各種不同的電壓源用法，如：

　　2)?精密電流源

　　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(wěn)定在2.5V，那么接在REF端和地間的電阻中流過(guò)的電流就應(yīng)是恒定的。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以將TL431應(yīng)用在很多恒流電路中。

　　上述兩個(gè)電路分別為由TL431構(gòu)成的恒流源及恒流陷流源。

　　3)?比較器

　　巧妙的利用TL431的Vref=2.5這個(gè)臨界電壓，可以將TL431當(dāng)作一個(gè)帶溫補(bǔ)電壓基準(zhǔn)的單電源比較器，?以單一器件實(shí)現(xiàn)幾個(gè)器件才能完成的功能。

　　4)?開(kāi)關(guān)電源中用做誤差放大器

　　在開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的反饋電路就是如上圖所示的，以TL431構(gòu)成誤差放大器，以PC817(或替代型號(hào))光耦進(jìn)行原副邊隔離的電路結(jié)構(gòu)。由TL431單芯片實(shí)現(xiàn)了電壓基準(zhǔn)、誤差放大、光耦驅(qū)動(dòng)等功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠。