TI的TL431反饋應用詳解

　　TL431簡介

　　德州儀器公司（TI）生產(chǎn)的TL431是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)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(nèi)的任何值（如圖2）。該器件的典型動態(tài)阻抗為0.2Ω，在很多應用中可以用它代替齊納二極管。例如，數(shù)字電壓表，運放電路、可調(diào)壓電源，開關電源等等。

　　tl431參數(shù)

　　三端可調(diào)分流基準源

　　可編程輸出電壓：2.495V~36V

　　電壓參考誤差：±0.4% ，典型值@25℃（TL431B）

　　低動態(tài)輸出阻抗：0.22Ω（典型值）

　　溫度補償操作全額定工作溫度范圍

　　負載電流1.0毫安--100毫安。

　　全溫度范圍內(nèi)溫度特性平坦，典型值為50 ppm/℃，

　　最大輸入電壓為37V

　　最大工作電流150mA

　　內(nèi)基準電壓為2.495V（25°C）

　　tl431特點

　　1. 輸出電壓最高到 40V2.2、動態(tài)輸出阻抗低，典型值為 0.2Ω

　　3. 陰極電流能力為 0.1mA~100mA

　　4. 全溫度范圍內(nèi)溫度特性平坦，典型值為 50ppm/℃

　　5. 噪聲輸出電壓低

　　6. 快速開態(tài)響應

　　7. ESD 電壓為 2000V

　　輸出電壓計算公式：UO=2.5*{1+（R1/R2）}

　　TL431器件符號

　　上圖是該器件的符號。3個引腳分別為：陰極（CATHODE）、陽極（ANODE）和參考端（REF）。

　　TL431的具體功能可以用如下圖的功能模塊示意。

　　由圖可以看到，VI是一個內(nèi)部2.5V的基準源，接在運放的反相輸入端。由運放的特性可知，只有當REF端（同相端）的電壓非常接近VI（2.5V）時，三極管中才會有一個穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過三極管的電流將從1到100mA變化。當然，該圖絕不是TL431的實際內(nèi)部結構，所以不能簡單地用這種組合來代替它。但如果在設計、分析應用TL431的電路時，這個模塊圖對開啟思路，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。

　　TL431應用電路

　　前面提到TL431的內(nèi)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。如圖2所示的電路，當R1和R2的阻值確定時，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(wěn)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(nèi)的任意電壓輸出，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1 mA。

　　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。

　　下面就推選 一個用該器件為傳感器電橋提供恒定偏流的電路

　　這是一個已連成橋路的硅壓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(jīng)TL431陰極的電流由R1和電源電壓Vs決定，在運用 中通常讓它等于橋路電流，但必須要留心大于1mA。

　　由于TL431特別易于實現(xiàn)恒壓或恒流，并且有很好的溫度穩(wěn)定性，因此很適合于儀表電路、傳感器電路等設計運用 。在此方面的運用 例子許多，設計原理并不龐雜，本文不再一一推選 。