正确偏置TL431可获得更好的输出阻抗
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TL431中文资料简介TL431中文资料简介介绍: TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源。
它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref(2.5V)到36V范围内的任何值。
该器件的典型动态阻抗为0.2Ω,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。
特点:•可编程输出电压为36V•电压参考误差:±0.4%,典型值@25℃(TL431B)•低动态输出阻抗,典型0.22Ω•负载电流能力1.0mA to 100mA•等效全范围温度系数50 ppm/℃典型•温度补偿操作全额定工作温度范围•低输出噪声电压图1 TO92封装引脚图图2 8脚封装引脚功能图3 SOP-8 贴片封装引脚图图4 TL431符号及内部方框图图5 TL431内部电路图MAXIMUM RATINGS (Full operating ambient temperature range applies, unless otherwise noted.)最大额定值(环境温度范围适用,除非另有说明。
)RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS建议操作条件ELECTRICAL CHARACTERISTICS(TA=25℃, unless otherwise noted.)电气特性(25℃,除非另有说明。
)ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TA = 25℃, unless otherwise noted.)电气特性(25℃,除非另有说明。
)图6 测试电路VKA = Vref 图7 测试电路VKA >Vref 图8 测试电路for Ioff 曲线图:图9 阴极电流与阴极电压图10 阴极电流与阴极电压图11 参考输入电压与常温图12 参考输入电流与常温图13 变化的参考输入电压与阴极电压图14 断态阴极电流随环境温度图15 动态阻抗与频率图16 动态阻抗随环境温度图17 开环电压增益与频率图18 谱噪声密度图19 脉冲响应图20 稳定的边界条件应用法:图21测试电路曲线a 边界条件的稳定性图22曲线测试电路的B,C和D边界条件的稳定性图23并联稳压器电路图图24 大电流并联稳压器电路图25 控制三端固定稳压输出电路图26 串联稳压调节电路图27 过压保护电路图28 恒流源电路图29 恒定流入电流源电路图30 双向可控硅过压保护电路图31 电压监视器电路图32 单电源比较温度补偿电路图33 线性欧姆表电路图图34 简单的400毫瓦唱机放大器电路图35 高效率降压型开关转换器电路图图36 简体TL431器件模型图37 封装图图38 SOP-8 贴片封装图图39 封装图。
TL431是一种低成本、高精度、可调稳压电路,它主要由电压比较器,参考电压源和外部电阻组成。
它可以提供精度和可靠性,并具有可控制输出电压范围的能力。
TL431的工作原理是,它将参考电压与输出电压做比较,然后将比较结果用电流调节放大器输出,然后通过外部电阻调节输出电压。
TL431的参考电压源可以由外部电阻组成,也可以由内部的晶体管芯片组成。
内部的晶体管芯片可以生成基准电压,它的输出电压与基准电压之间的偏移量可以通过外部电阻控制。
当输出电压大于参考电压时,电压比较器将输出一个低电平信号,以控制放大器的输出,从而抑制输出电压的上升;当输出电压小于参考电压时,电压比较器将输出一个高电平信号,以控制放大器的输出,从而抑制输出电压的下降。
因此,TL431可以用来控制输出电压,使其始终保持在参考电压的一定范围内。
TL431的可靠性和精度可以通过正确选择外部电阻来提高,外部电阻的电阻值越大,其精度越高,但是要注意,电阻值过大会导致输出电压波动大,从而导致系统不稳定。
所以,在实际应用中,要根据实际情况选择合适的电阻值。
TL431在电源、计算机、通信等领域都有广泛的应用,它可以用来提供稳定的输出电压,可以有效控制电压,从而确保电路的可靠性和稳定性。
TL431 典型应用电路TL431精密可调基准电源有如下特点:稳压值从2.5~36V连续可调;参考电压原误差+-1.0%,低动态输出电阻,典型值为0.22欧姆输出电流1.0~100毫安;全温度范围内温度特性平坦,典型值为50ppm;低输出电压噪声。
典型应用电路如下:1:精密基准电压源(附图1)该电路具有良好的温度稳定性及较大的输出电流。
但在连接容性负载时,应特别注意CL的取值,以免自激。
2:可调稳压电源(附图2)Vo可在 2.5~36V之间调节。
V0=Vref(1+R1/R2)(Vref=2.5v),由于承受电压与(Vi –Vo)有关,因此压差很大时,R的功耗随之增加。
使用时注意。
3:过电压保护电路(附图3)当Vi超过一定电压时,TL431触发,使晶闸管导通,产生瞬间大电流,将保险丝熔断,从而保护后极电路。
V保护点=(1+R1/R2)Vref.4:恒流源电路(附图4----拉电流负载)(附图5---灌电流负载)恒流值与Vref 和外加电阻有关,功率晶体管选用时要考虑余量。
该恒流源如与稳压线路配接,可做电流限制器用。
5:比较器(附图6)它是巧妙的运用了Vref=2.5v这个临界电压。
当Vi<Vref,Vo=V+,当Vi>Vref时,Vo=2V由于TL431内阻小,因而输入输出波形跟踪良好。
6:电压监视器(附图7)利用TL431的转移特性,组成实用电压监视器。
当电压处于上下限电压之间,LED电量,上下限电压分别为(1+R1/R2)Vref和(1+R3/R4)Vref。
正确偏置TL431可获得更好的输出阻抗时间:2008-06-17 来源: 作者:安森美半导体公司Christophe BA 点击:2947 字体大小:【大中小】众所周知,TL431在开关电源(SMPS)反馈环路中是参考电压。
该器件结合了参考电压与集电极开路误差放大器,具有操作简单和成本低廉等优点。
虽然TL431已在业内被长期广泛采用,但一些设计人员仍会忽略它的偏置电流,以致在无意间降低产品的最终性能。
TL431的工作原理TL431是一种常用的三端稳压器件,它能够提供稳定的参考电压,广泛应用于电源管理、电压调节、电流限制等领域。
本文将详细介绍TL431的工作原理。
一、TL431的基本结构TL431是一种基于反馈的稳压器件,由一个比较器和一个可调电阻组成。
它具有三个引脚:参考电压引脚(REF)、阴极引脚(K)和阳极引脚(A)。
参考电压引脚用于接入参考电压,阴极引脚用于接入负载,阳极引脚用于接入电源。
二、TL431的工作原理TL431的工作原理是基于反馈控制的。
当负载电压发生变化时,TL431通过比较输入电压和参考电压的大小,调整自身的电阻值,以使输出电压保持稳定。
具体来说,当输入电压高于参考电压时,比较器的输出为高电平,此时TL431的电阻值减小,以降低输出电压。
当输入电压低于参考电压时,比较器的输出为低电平,此时TL431的电阻值增加,以提高输出电压。
通过不断调整自身的电阻值,TL431能够实现稳定的输出电压。
三、TL431的特性1. 可调范围广:TL431的参考电压可以在2.5V至36V之间调整,适合于多种电压调节需求。
2. 高精度:TL431的输出电压精度可以达到0.5%摆布,能够提供稳定的电压供给。
3. 低静态功耗:TL431的静态工作电流非常低,普通在1mA以下,能够节省能源。
4. 快速动态响应:TL431的响应时间非常快,可以在微秒级别内完成电压调整,适合于快速响应的应用场景。
5. 温度稳定性好:TL431的输出电压对温度的变化非常稳定,能够在较大的温度范围内提供稳定的电压输出。
四、TL431的应用场景1. 电源管理:TL431可以用于电源稳压电路中,提供稳定的参考电压,用于控制电源输出的电压稳定性。
2. 电压调节:TL431可以用于电压调节电路中,根据输入电压和参考电压的比较结果,调整输出电压的大小。
3. 电流限制:TL431可以用于电流限制电路中,通过调整输出电压,限制负载电流的大小。
TL431的原理及应用一、TL431的原理:1. 稳定的参考电压:TL431内部集成了一个稳定的参考电压(Vref),通常为2.5V。
这个参考电压是通过一个精密的组合电路产生的,具有很高的准确性和稳定性。
2. 比较电压:TL431将外部的参考电压与Vref进行比较,并通过反馈电路来调整输出电压。
当外部参考电压大于Vref时,输出电压向上调整;当外部参考电压小于Vref时,输出电压向下调整。
通过调整外部参考电压,可以实现对输出电压的精确控制。
3. 可编程性:由于TL431采用了可编程的电阻网络,因此可以通过调整电阻值来调整Vref和输出电压。
这样就可以在各种不同应用中实现输出电压的精确调整。
二、TL431的应用:1.精密稳压电源:TL431可以作为稳压电源的基准电压源,通过与一个电阻和功率放大器(如三极管或MOSFET)组成负反馈电路,实现对输出电压的精确控制。
该负反馈电路将输出电压与TL431的参考电压进行比较,并通过调整外接电阻值来实现稳压。
2.开关电源电压调整和限流:TL431可以用来调整和控制开关电源的输出电压和限流电流。
通过将TL431与参考电压相连,通过调整参考电压,可以实现对开关电源输出电压的精确调整。
另外,通过与限流电路结合,可以实现对开关电源的限流电流的精确控制。
3.模拟-数字转换器(ADC)的参考电压源:ADC通常需要一个参考电压源,用于将模拟信号转换为数字信号。
TL431可以提供精确的参考电压,作为ADC的参考电压源,从而提高转换的精度和稳定性。
4.直流电机驱动的恒流源:5.LED驱动电路:综上所述,TL431作为一种可编程精密电压参考源,具有稳定的输出电压和低漂移工作特性,具有广泛的应用领域,包括精密稳压电源、开关电源电压调整和限流、ADC的参考电压源、直流电机驱动的恒流源和LED 驱动电路等。
通过调整外接的电阻值和参考电压,可以实现对输出电压和电流的精确控制,提高电路的稳定性和可靠性。
正确偏置TL431可获得更好的输出阻抗作者:安森美半导体公司 Christophe BASSO众所周知,TL431在开关电源(SMPS)反馈环路中是参考电压。
该器件结合了参考电压与集电极开路误差放大器,具有操作简单和成本低廉等优点。
虽然TL431已在业内被长期广泛采用,但一些设计人员仍会忽略它的偏置电流,以致在无意间降低产品的最终性能。
图1 TL431等效电路图图2 SMPS简化直流模型(不考虑输入波动)图3 使用传统的分流稳压器配置连接TL431图4 TL431偏置电流过低时性能将明显下降TL431的简化电路图如图1所示,图中包括了驱动NPN 晶体管的参考电压和误差放大器,在该封闭的电源系统中,一部分输出电压一直与TL431的V ref(参考电压)进行比较。
转换器简化直流模型如图2所示,V out与V ref通过受传输率 影响的电阻分压器进行比较,可得到输出电压的理论值为V ref/α。
然而,整个增益链路和各种阻抗均会影响输出电压,如下式所示,其中每个希腊字母均表示一个增益,R SOL表示开环输出阻抗。
V out=(V ref-α×V out) ×β×G- R SOL×V out / R L (1)V out= V ref×β×G/(1+α×β×G+ R SOL / R L) (2)静态误差=V ref/α- V out= V ref×(R SOL+ R L)/ [α×(R SOL+α×β×G×R L+R L)] (3)从式(3)中可看出,增大增益的值有助减小静态误差,提高输出电压精度。
受增益环路影响的另一个重要参数是输出阻抗,系统的输出阻抗可用不同的计算方法得出。
任何发生器均可简化为它的Thevenin等效,即一个电压电源V th (空载时测得的V out,即令式2中的R SOL / R L =0)与一个输出阻抗R th的串联电路。
tl431在反激式电源中的工作原理TL431是一种广泛应用于反激式电源中的电压参考器。
它通过对电源进行反馈控制,实现稳定的输出电压,从而保证电源的正常工作。
本文将从TL431的基本原理、工作方式以及在反激式电源中的应用等方面进行阐述。
我们先了解一下TL431的基本原理。
TL431是一种三端可编程电压参考器,其内部集成了参考电压源、误差放大器和比较器等功能。
它的基本原理是通过比较输入电压与参考电压之间的差异,并通过反馈控制调整输出电压,使其与参考电压相等。
TL431的参考电压一般为2.5V,可以通过外部电阻分压的方式调整输出电压。
在反激式电源中,TL431常用于提供稳定的反馈电压,实现对输出电压的调节。
反激式电源是一种常见的开关电源拓扑结构,其基本原理是通过开关管周期性地打开和关闭,将输入电压变换为高频脉冲信号,再经过变压器、滤波电路等部分进行输出。
而TL431则负责监测反激电源的输出电压,并根据设定的参考电压,通过反馈控制来调整开关管的开关状态,从而实现对输出电压的稳定控制。
具体来说,TL431通过与反激电源的输出电压进行比较,得到误差电压。
然后,通过内部的误差放大器对误差电压进行放大,得到控制电压。
控制电压经过比较器进行比较,产生相应的控制信号,驱动开关管的开关状态。
当输出电压偏离设定值时,控制信号会相应地调整开关管的开关周期,通过控制开关管的导通时间来调节输出电压的大小,使其稳定在设定值附近。
除了在反激式电源中的应用,TL431还广泛用于电压稳压器、电源管理等领域。
它具有工作稳定、响应速度快、精度高等特点,适用于各种电源电路中的反馈控制。
总结起来,TL431在反激式电源中的工作原理主要是通过与输出电压进行比较,产生相应的控制信号,调节开关管的开关状态,从而实现对输出电压的稳定控制。
它在反激式电源中扮演着重要的角色,保证了电源的正常工作。
希望通过本文的介绍,能对TL431在反激式电源中的工作原理有更加清晰的了解。
TL431的应用电路图TL431在电源里面应用非常的广泛,最常见的应用就是在输出反馈电路上面。
下面我来介绍下在几种常用的电路,在应用TL431之前,先要清楚的知道下面几个点。
1、TL431的KA之间最大只能承受36V的电压。
2、KA之间需要流过1mA的电流才能正常工作。
3、低动态输出阻抗:0.22Ω(典型值)。
4、TL431的工作温度一般都是85℃,在应用的时候需要注意环境温度。
下面来介绍下TL431用来提供一个参考电压的电路图2,这个VKA电压就是等于TL431内部的基准电压Vref=2.5V,这里应用的时候需要注意下,R这里有很多的人都接一个1uF的电容对地,这里不需要接电容,如果接电容的话也是接一个1nF或是10uF的,如果是1uF的有可能引起振荡。
如果我需要一个大于2.5V的电压并且精度要求比较高那么我们就可以应用图3的电路,VKA=Vref(1+R2/R1)这里需要注意的是R1的取值一般是根据R1上面流过的电流来选取,因为TL431的R极是有一个偏置电流的,这个偏置电流都是非常的小一般是几微安的电流很多时候我们计算的时候都是没有考虑这个偏置电流的,这是因为R1上面流过的电流是远远大于偏置电流,所以没有去考虑。
为此在选取R1的时候一般都是让R1上流400uA-2mA之间的电流,如果选择1mA的话,那电阻R1=2.5V/1mA=2.5K的电阻,实际应用中可能选择了2.3K的电阻或是2.7K电阻。
TL431应用到恒流电路里面应用:在一些简单的电路里面要求电流恒定的时候,就可以应用下面的电路,下面只是一个给电池充电的简单电路,充电电流IC=Vref÷Rcs,在个电路里面的应用一般都是对于小电流的电池充电,因为Rcs上面的电压要达到2.5V,是一个恒定的电压,只有限流电阻上面的电要恒定,电阻不变才能实现恒流充电,电流大时Rcs电阻小,电阻上面的损耗功率比较大。
电阻上面的损耗,如果是大电流的就要应用其他的电路了。
TL431的工作原理标题:TL431的工作原理引言概述:TL431是一种广泛应用于电源管理和电子调节的电压比较器,它具有稳定的工作特性和高精度的电压参考。
本文将探讨TL431的工作原理,以匡助读者更好地理解其在电路中的应用。
一、TL431的基本结构1.1 TL431的引脚功能TL431普通有三个引脚,分别是Vin(输入)、Vout(输出)和Ref(参考)。
Vin引脚用于接入输入电压,Vout引脚用于输出电压,Ref引脚用于接入电压参考电阻。
1.2 内部电路结构TL431内部包含一个比较器和一个可调电阻网络,通过比较输入电压和参考电压来实现电压调节功能。
当Vin大于Vref时,输出电压Vout会增加;当Vin小于Vref时,输出电压Vout会减小。
1.3 工作原理概述TL431的工作原理是通过比较输入电压和参考电压,控制输出电压的大小,从而实现电压调节功能。
通过调节参考电压和电阻值,可以实现不同的输出电压范围和精度。
二、TL431的应用范围2.1 稳压电源TL431可以作为稳压电源的关键元件,用于实现输出电压的精确调节和稳定性控制。
在各种电源管理电路中广泛应用,如电源适配器、电池充电器等。
2.2 摹拟电路TL431还可以用于摹拟电路中的电压比较、电压控制等功能,提高电路的性能和稳定性。
在放大器、滤波器、振荡器等电路中都有应用。
2.3 LED驱动TL431可以作为LED驱动电路中的恒流源,通过调节输出电压来控制LED的亮度和稳定性。
在照明、显示等领域有广泛应用。
三、TL431的优缺点3.1 优点TL431具有稳定的工作特性、高精度的电压参考和可调节的输出电压范围。
体积小、成本低、可靠性高,易于集成到各种电路中。
3.2 缺点TL431的输出电压范围受限,普通在2.5V到36V之间;在高频应用中可能存在稳定性和响应速度的限制。
需要外部电阻网络来调节输出电压,设计复杂度较高。
3.3 应用注意事项在使用TL431时,需要注意输入电压和参考电压的匹配,以确保输出电压的稳定性和精度。
TL431芯片资料及应用TL431精密可调基准电源有如下特点:稳压值从2.5~36V连续可调;参考电压原误差+-1.0%,低动态输出电阻,典型值为0.22欧姆输出电流1.0~100毫安;全温度范围内温度特性平坦,典型值为50ppm;低输出电压噪声。
TL431的具体功能可以用下图的功能模块示意。
TL431的器件符号和功能示意图由图可以看到,VI是一个内部的2.5V基准源,接在运放的反相输入端。
由运放的特性可知,只有当REF端(同相端)的电压非常接近VI(2.5V)时,三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过,而且随着REF端电压的微小变化,通过三极管的电流将从1到100mA变化。
当然,该图绝不是TL431的实际内部结构,所以不能简单地用这种组合来代替它。
但如果在设计、分析应用TL431的电路时,这个模块图对开启思路,理解电路都是很有帮组的。
正确偏置TL431可获得更好的输出阻抗TL431在开关电源(SMPS)反馈环路中是参考电压。
该器件结合了参考电压与集电极开路误差放大器,具有操作简单和成本低廉等优点。
虽然TL431已在业内被长期广泛采用,但一些设计人员仍会忽略它的偏置电流,以致在无意间降低产品的最终性能。
TL431的简化电路图如图1所示,图中包括了驱动NPN 晶体管的参考电压和误差放大器,在该封闭的电源系统中,一部分输出电压一直与TL431的Vref(参考电压)进行比较。
图1 TL431等效电路图图2 SMPS简化直流模型(不考虑输入波动)影响的电阻分压器进行比较,可得到输出电压的理论值为Vref/α。
然而,整个增益链路和各种阻抗均会影响输出电压,如下式所示,其中每个希腊字母均表示一个增益,RSOL表示开环输出阻抗。
转换器简化直流模型如图2所示,Vout与Vref通过受传输率Vout=(Vref-α×Vout) ×β×G- RSOL×Vout / RL (1)Vout= Vref×β×G/(1+α×β×G+ RSOL / RL) (2)静态误差=Vref/α- Vout= Vref×(RSOL+ RL)/ [α×(RSOL+α×β×G×RL+RL)] (3)从式(3)中可看出,增大增益的值有助减小静态误差,提高输出电压精度。
tl431原理
TL431是一种可调节稳压器件,用于在电子电路中提供稳定的参考电压。
它基于反馈原理工作,具有高精度和低温漂移的特点。
TL431由一个可调节的温度补偿稳定器和一个可调式电流源组成。
它的参考电压(Vref)可以通过对电流源的控制来调整。
当参考电压与输入电压进行比较时,反馈电阻网络会通过控制电流源来实现输出电压的调节。
具体来说,当输入电压超过参考电压时,TL431会产生高电平输出,这会将高电平传递到负载并使其电压下降,进而实现稳压作用。
而当输入电压低于参考电压时,TL431会产生低电平输出,将低电平传递到负载,使其电压增加,进而实现稳压。
在稳压的过程中,TL431可以根据需要自动调整参考电压,从而实现精确的稳定输出。
这使得TL431在许多应用中都能找
到广泛的用途,如电源管理、电池充电器、稳压器等。
TL431具有较强的抗干扰能力和快速的响应速度,有效地保护了后级电路的稳定性和可靠性。
它不仅具有广泛的工作温度范围和电压范围,还可以实现低能耗和小体积的设计。
总而言之,TL431是一种基于反馈原理工作的可调节稳压器件,通过调整参考电压来实现精确的稳定输出。
其高精度、低温漂移和快速响应的特点使其成为电子电路中常用的稳压器件。
TL431的原理及应用说明TL431是一款电压参考器,其原理基于晶体管的稳定工作点和差动放大器的负反馈原理。
它能够根据反馈电压和参考电压之间的差异,自动调整输出电压的大小,从而实现电压的稳定。
由于TL431具有高精度、低温漂移、低动态输出电阻等特点,被广泛应用于各种电子设备中。
TL431的内部结构主要包含一个基准电压源、一个错误放大器和一个输出驱动器。
基准电压源是一个带有一个电阻分压器的Zener二极管,它提供了一个稳定的参考电压。
错误放大器是一个差动放大器,它比较了输入电压和参考电压的差异,并根据差异的方向和大小来调整输出电压。
输出驱动器是一个NPN晶体管,它将放大器的输出信号转换为一个电流输出。
在应用方面,TL431可用作电压调节器、电流源和开关模式电源控制器等。
下面针对不同应用进行详细说明:1.电压调节器:TL431可用作稳压器来提供稳定的输出电压。
通过与稳压二极管或功率晶体管和电阻网络相结合,可以实现不同的输出电压。
在反馈电路中,输出电压通过电位器或分压器进行采样,与参考电压进行比较,然后通过调整放大器的反向输入电压来自动调节输出电压的大小。
这样可以实现宽范围的稳定输出电压。
2.电流源:TL431可用作可调电流源,通过控制输出电压从而控制流经负载的电流。
在电流源电路中,将一个电阻与TL431的输入引脚相连,输出引脚与负载相连。
通过调整输入引脚的电压,可以改变负载的电流。
例如,将一个电阻串联到输入引脚,通过改变电阻的大小来调整输入引脚的电压,进而调整负载的电流。
3.开关模式电源控制器:TL431还可用作开关模式电源控制器的误差放大器。
在开关电源中,误差放大器用于比较输出电压与参考电压之间的差异,并根据差异的方向和大小来控制开关管的开关周期。
通过调整参考电压或调节电压分压比,可以实现开关电源的输出电压稳定。
4.可编程参考电压:由于TL431具有可编程的特性,因此它可以用于生成可变的参考电压。
TL431中文资料简介介绍: TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源。
它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref(2.5V)到36V范围内的任何值。
该器件的典型动态阻抗为0.2Ω,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。
特点:•可编程输出电压为36V•电压参考误差:±0.4%,典型值@25℃(TL431B)•低动态输出阻抗,典型0.22Ω•负载电流能力1.0mA to 100mA•等效全范围温度系数50 ppm/℃典型• 温度补偿操作全额定工作温度范围•低输出噪声电压图1 TO92封装引脚图图2 8脚封装引脚功能图3 SOP-8 贴片封装引脚图图4 TL431符号及内部方框图图5 TL431内部电路图RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS建议操作条件ELECTRICAL CHARACTERISTICS(TA=25℃, unless otherwise n oted.)电气特性(25℃ ,除非另有说明。
)ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TA = 25℃, unless otherwise noted.)电气特性(25℃,除非另有说明。
)图6 测试电路VKA = Vref 图7 测试电路VKA > Vref 图8 测试电路for Ioff曲线图:图9 阴极电流与阴极电压图10 阴极电流与阴极电压图11 参考输入电压与常温图12 参考输入电流与常温图13 变化的参考输入电压与阴极电压图14 断态阴极电流随环境温度图15 动态阻抗与频率图16 动态阻抗随环境温度图17 开环电压增益与频率图18 谱噪声密度图19 脉冲响应图20 稳定的边界条件应用法:图21测试电路曲线a 边界条件的稳定性图22曲线测试电路的B,C和D边界条件的稳定性图23并联稳压器电路图图24 大电流并联稳压器电路图25 控制三端固定稳压输出电路图26 串联稳压调节电路图27 过压保护电路图28 恒流源电路图29 恒定流入电流源电路图30 双向可控硅过压保护电路图31 电压监视器电路图32 单电源比较温度补偿电路图33 线性欧姆表电路图图34 简单的400毫瓦唱机放大器电路图35 高效率降压型开关转换器电路图图36 简体TL431器件模型图37 封装图图38 SOP-8 贴片封装图图39 封装图。
tl431用法TL431(也称KA431、KIA431、UA431、LM431)是一种可编程精密电压参考器,可以用于各种电源和测量电路中。
这篇文章将详细介绍TL431的使用方法。
一、TL431的基本特点1.可编程电压:TL431的输出电压可以通过不同的参考电压进行编程。
一般情况下,我们可以通过改变其引脚1和2之间的电压来改变输出电压。
2.稳定性好:TL431的内部电路采用了电压逐渐上升的反馈结构,可以保证其输出电压对输入电压、温度和负载的稳定性。
3.负载能力强:TL431的输出负载能力强,可以在大范围内保持稳定的输出电压。
4.应用广泛:TL431适用于各种电源、测量电路和反馈控制电路中,可以用于稳压电源、电压比较器、电流源等。
二、TL431的引脚说明如图所示,TL431有三个引脚,分别为引脚1、引脚2和引脚3。
引脚1:为调整引脚,用于调整输出电压。
引脚2:为负载引脚,接到电源正极或负载上。
三、TL431的工作原理TL431的内部原理如图所示。
通过调整电阻器(R1)的阻值,可以改变引脚1和2之间的电压。
当引脚2的电压高于引脚1时,TL431输出的电压将下降,当引脚2的电压低于引脚1时,TL431输出的电压将上升。
在正常工作状态下,引脚2的电压等于输出电压。
当负载电流改变时,引脚2的电压也会随之改变,从而使得输出电压保持稳定。
四、TL431的使用方法1.稳压电源使用TL431可以构建非常精确的稳压电源。
如图所示,使用引脚1和2之间的电压作为参考电压,并通过电阻器和稳流二极管来保证稳定电流和恒定输出电压。
2.电压比较器TL431还可以用作电压比较器。
如图所示,当V1>V2时,TL431的输出电压将逐渐下降,当V1<V2时,TL431的输出电压将逐渐上升。
3.电流源1.输出电压范围:根据具体的需求选择TL431的输出电压范围。
不同的TL431型号输出电压范围不同,常见的有2.5V、5V、12V等。
TL431稳压基准源简介及其应用TL431稳压基准源简介及其应用tl431简介TL431是可控精密稳压源。
它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Vref(2.5V)到36V范围内的任何值。
该器件的典型动态阻抗为0.2Ω,在很多应用中用它代替稳压二极管,例如,数字电压表,运放电路,可调压电源,开关电源等。
tl431封装TL431是一种并联稳压集成电路。
因其性能好、价格低,因此广泛应用在各种电源电路中。
其封装形式与塑封三极管9013等相同,如图a所示。
同类产品还有图b所示的双直插外形的。
封装形式:TO - 92、SOT - 89、SOT - 23tl431参数三端可调分流基准源可编程输出电压:2.495V~36V电压参考误差:±0.4% ,典型值@25℃(TL431B)低动态输出阻抗:0.22Ω(典型值)温度补偿操作全额定工作温度范围负载电流1.0毫安--100毫安。
全温度范围内温度特性平坦,典型值为50 ppm/℃,最大输入电压为37V最大工作电流150mA内基准电压为2.495V(25°C)tl431特点1. 输出电压最高到 40V2. 动态输出阻抗低,典型值为0.2Ω3. 阴极电流能力为 0.1mA~100mA4. 全温度范围内温度特性平坦,典型值为 50ppm/℃5. 噪声输出电压低6. 快速开态响应7. ESD 电压为 2000V输出电压计算公式:UO=2.5*{1+(R1/R2)}TL431内部结构TL431的具体功能可以用图c的功能模块示意。
由图可以看到,VI是一个内部的2.5V的基准源,接在运放的反向输入端。
由运放的特性可知,只有当REF端(同向端)的电压高于VI(2.5V)时,三极管中才会有电流通过,同相输入电压少于2.5V时,三极管处于截止状态(理想状态下),随着REF端电压的微小变化,通过三极管图1的电流将从1mA到100mA变化。
当然,该图绝不是TL431的实际内部结构,但可用于分析理解电路。
TL431的工作原理TL431是一种广泛应用于电子电路中的电压参考源。
它是一种可调节的精密稳压器,能够以非常精确的方式提供一个稳定的参考电压。
在本文中,我们将详细介绍TL431的工作原理。
1. 概述TL431是一种三端稳压器,具有一个参考电压输入引脚(REF)、一个比较输入引脚(Cathode)和一个输出引脚(Anode)。
它采用了一个可调电阻网络,通过对输入电压进行比较来调整输出电压,以使其保持稳定。
2. 工作原理当输入电压施加在TL431的参考电压输入引脚(REF)上时,它与内部参考电压进行比较。
内部参考电压通常为2.5V。
如果输入电压高于2.5V,TL431将开始导通,输出引脚(Anode)将提供一个较低的电压。
如果输入电压低于2.5V,TL431将截止,输出引脚将提供一个较高的电压。
3. 可调电阻网络TL431的可调电阻网络由一个稳流二极管和一个三端可调电阻组成。
稳流二极管通过将恒定的电流流过可调电阻来控制输出电压。
可调电阻的阻值决定了输出电压的范围。
通过调整可调电阻的阻值,可以改变输出电压的设定值。
4. 反馈机制TL431通过反馈机制来实现稳定的输出电压。
当输出电压发生变化时,反馈电路将调整可调电阻的阻值,以使输出电压保持在设定值附近。
这种反馈机制使得TL431能够在不同负载条件下提供稳定的输出电压。
5. 应用领域由于TL431具有精确的稳定性和可调性,它在许多电子电路中得到广泛应用。
以下是一些常见的应用领域:- 电源稳压器:TL431可以用作电源稳压器的参考源,提供稳定的参考电压。
- 电压比较器:TL431可以用作电压比较器,用于检测输入电压是否达到某个设定值。
- 温度补偿电路:TL431可以用于温度补偿电路,以保持电路的稳定性。
- 电流限制器:TL431可以用作电流限制器,限制电路中的电流。
总结:TL431是一种可调节的精密稳压器,通过比较输入电压和内部参考电压来调整输出电压。
它采用可调电阻网络和反馈机制来实现稳定的输出电压。
TL431的几种常用用法TL431的主要作用是使得电路获得更稳定的电压,TL431是一种较为精密的可控稳压源,有着较为特殊的动态阻抗。
其动态响应速度快,输出噪声低,价格低廉。
注意上述一句话概括,就是便宜,精密可控稳压源TL431。
TL431的输出电压可以通过两个电阻任意地设置到从2.5V到36V电压,工作电流可以从0.1~100mA,输出电压纹波低。
几种常用的用法如下:上图中,REF为参考端,Anode为阳极,CATHODE为阴极。
由于TL431内部自带2.5V基准源,所以对于图(1)的TL431接法,输出一个固定电压值,计算公式是: Vout = (R1+R2)*2.5/R2,同时R3的数值应该满足1mA < (vcc-vout)/r3=""><>利用TL431还可以组成鉴幅器,如图(3),这个电路在输入电压Vin < (r1+r2)*2.5/r2="" 的时候输出vout为高电平,反之输出接近2v的电平。
需要注意的是当vin在(r1+r2)*2.5/r2附近以微小幅度波动的时候,电路会输出不稳定的值。
tl431可以用来提升一个近地电压,并且将其反相。
如图(4),输出计算公式为:="" vout="(" (r1+r2)*2.5="" -="" r1*vin="" )/r2。
当r1="R2的时候,Vout" =="" 5="" -="">图(5)显示了一个用TL431组成的直流电压放大器,这个电路的放大倍数由R1和Rin决定,相当于运放的负反馈回路,而其静态输出电压由R1和R2决定。
这个电路的优点在于,它结构简单,精度也不错,能够提供稳定的静态特性。
正确偏置TL431可获得更好的输出阻抗
作者:安森美半导体公司 Christophe BASSO
众所周知,TL431在开关电源(SMPS)反馈环路中是参考电压。
该器件结合了参考电压与集电极开路误差放大器,具有操作简单和成本低廉等优点。
虽然TL431已在业内被长期广泛采用,但一些设计人员仍会忽略它的偏置电流,以致在无意间降低产品的最终性能。
图1 TL431等效电路图
图2 SMPS简化直流模型(不考虑输入波动)
图3 使用传统的分流稳压器配置连接TL431
图4 TL431偏置电流过低时性能将明显下降
TL431的简化电路图如图1所示,图中包括了驱动NPN 晶体管的参考电压和误差放大器,在该封闭的电源系统中,一部分输出电压一直与TL431的V ref(参考电压)进行比较。
转换器简化直流模型如图2所示,V out与V ref通过受传输率 影响的电阻分压器进行比较,可得到输出电压的理论值为V ref/α。
然而,整个增益链路和各种阻抗均会影响输出电压,如下式所示,其中每个希腊字母均表示一个增益,R SOL表示开环输出阻抗。
V out=(V ref-α×V out) ×β×G- R SOL×V out / R L (1)
V out= V ref×β×G/(1+α×β×G+ R SOL / R L) (2)
静态误差=V ref/α- V out= V ref×(R SOL+ R L)/ [α×(R SOL+α×β×G×R L+R L)] (3)
从式(3)中可看出,增大增益的值有助减小静态误差,提高输出电压精度。
受增益环路影响的另一个重要参数是输出阻抗,系统的输出阻抗可用不同的计算方法得出。
任何发生器均可简化为它的Thevenin等效,即一个电压电源V th (空载时测得的V out,即令式2中的
R SOL / R L =0)与一个输出阻抗R th的串联电路。
设当负载电阻R L为闭环输出阻抗R th时,
输出电压V out可减小至V th/2,以此来计算输出阻抗R th,也可将其表示为R SCL。
令V th/2
= V out求R SCL,由式(2)可得:
V ref×β×G/(1+α×β×G)/2=V ref×β×G/(1+α×β×G+ R SOL/R th) (4)
R SCL = R SOL/(1+α×β×G) (5)
由式(5)可得出如下结论:
1.如果直流误差放大器的增益较大,且DC 较高,则R sCL接近于零;
2.由于对反馈返回路径 进行了补偿,所以,当增益随频率增大而减小时,R SCL开始增大。
阻抗模块随频率增大而增大,说明该阻抗类似于电感;
3.当增益 降至零时,系统输出阻抗与无反馈时的阻抗相同,均为R SOL。
此时,系统
开环工作。
因此,为了减小静态误差 ,并降低转换器的动态输出阻抗,大多数SMPS 设计人员会在设计中保持较大的直流增益值。
这里的直流增益由TL431提供,可以采用如图3所示的纯积分器配置进行连接。
假设图3中的R bias不存在。
首先计算分压器网络R upp和R low,桥接电流I b应大于
TL431参考引脚的偏置电流6.5uA(最大值),以减小因偏置而引起的R upp误差。
对于12V
输出电压,假设 I b=1mA。
由于TL431通过R low施加的电压为2.5V,而R upp施加的电流为
1mA,因此可以计算出R low为 2.5 / 1m = 2.5k ,而R upp则等于(12-2.5)/ 1m=9.5k 。
可进一步选择更小的偏置电流,以减小空载条件下的待机能耗。
桥接电流值确定后,即可计算R S。
R S必须能提供足够的电流,使光耦合器集电极(或反馈引脚)小于1.2V,以启动空载工作状态下的跳周期。
在NCP1200中,引脚2和内部5V参考电压间有一个8k 的上拉电阻。
如果反馈电流为475uA,可将引脚2拉至1.2V (V pin2=5-475 ×8k)。
考虑到光耦合器在较差情况下有50%的电流转换比例(CTR),则R S必须小于(V out-2.5-1V) / 950 <8.94k ,
假设为8.2k 。
在CTR为150%的较差情况下,表示LED中需要的电流较小,如果将8.2k 电阻与TL431
串联,则会发生以下情况:
1. 轻负载情况:I FB = 475uA,则I L = 475uA/ 1.5 = 316uA
2. 中负载情况:V FB = 2.3V,I FB = 337.5uA,则 I L = 337.5 / 1.5=225uA
3. 重负载情况:V FB = 3V,I FB = 250uA,则I L = 250 /1.5 = 166uA
在这种情况下,TL431的偏置电流不仅随着负载电流而变化,而且也随着光耦合器CTR 的变化而变化。
此外,减小RS也不起任何作用,应该通过调节LED的内部电流,来调整控制器端的正确反馈电压。
这种情况的设计问题源自TL431的数据表:必须插入大于1mA的偏置电流,才能从不同规格的TL431增益中获益。
如果不能正确偏置TL431,就会降低开环增益 ,导致 增大,R SCL也随之增大。
这一问题可通过增加偏置电阻Rbias,在外部施加一个偏置电流而解决。
由于最缺少电流,所以必须计算此电阻在较差情况下,也就是重负载情况和最高CTR时的值。
这时I L = 166uA。
因此,R S上的电压为166uA×8.2k = 1.36V。
假设LED的正激压降为1V,则阴极电压为12 -1.36-1 = 9.64V。
已知V out恒定为12V,通过R bias施加1mA电流得到,R bias = (12-9.64) / 1m = 2.36k ,或用 2.2k 得到归一化值。
因此,在 TL431上施加的最小电流为 1mA + 166 A = 1.16mA。
在空载情况下,I L=316uA ,阴极电压为12-(8.2k×316 )-1
= 8.4V,因此,流经TL431的总偏置电流为(12-8.4)/2.2k= 1.63mA,加上实际的反馈电流值316uA,总偏置电流为1.95mA,应处于安全电流范围内。
在NCP1200构成的电源上进行了有偏置电阻和无偏置电阻的实验,结果如图4所示。
没有偏置元件时,输出阻抗测量值为57m ;连接偏置电阻(阻值为3.3k )后,输出阻抗值降至4m 。
总之,通过外部电阻对TL431进行正确偏置是非常重要的。
如果无法承受额外的
1mA输出电流的预算(由于要尽量降低空载待机能耗),就应使用TLV431 (V ref= 1.24V) 或NCP100 (V ref = 0.7V),因为它们只需要100uA的最小偏置电流,且击穿电压更小。
此外,8.2k 的串联电阻R S极为罕见,因为该电阻结合光耦合器的集电极上拉电阻可以产生直流增益。
如果电阻值约为1k 或稍大于1k ,则更接近标准值。