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TL431 解析：2.5V-36V 可调 稳压原理与电路 1、什么是TL431 常用的稳压器件主要有传统的稳压芯片，以及LDO构成，小电流要求不高的可以使用稳压二极管，稳压二极管的缺点很明显，功耗大，误差大，稳定性差，稳压器件如LDO好一些，用于电路供电没有问题。 有时候需要温漂较小，电流较小的稳压源，这时可以使用TL431,TL431可以理解为电压基准，属于入门级别的电压基准，输出电流1(部分厂家0.3)~100 mA、温漂25ppm/°C，特别是国产厂家多了后，价格较便宜，国产的价格通常在1毛以内。 使用最多的是开关电源，大多数的开关电源里面至少有一个。 电路中需要一个稳定的电压时，也可以使用TL431，可以获得较精准的电压。 2、TL431的用法最简单的一种使用方法，将阳极接地，阴极和REF脚连接在一起，当稳压二极管使用，即获得一个稳定的2.5V基准电压。 TL431 2.5V电压基准，示例为国产替代型号CJ431 这里的用法同稳压二极管，但精度和温漂好了很多。 TL431 可调电压基准 需要其他的电压时，增加2个电阻，输出电压的计算方法： VREF: 2.5V IREF: 2uA 3、TL431、TL432 精密可编程基准 3.1 特性 • 25°C 下的基准电压容差 • – 0.5%（B 级） • – 1%（A 级） • – 2%（标准级） • 可调输出电压：Vref 至 36V • 工作温度范围：−40°C 至 125°C • 典型温度漂移 (TL43xB) • – 6mV（C 级温度） • – 14mV（I 级温度，Q 级温度） • 低输出噪声 • 0.2Ω 输出阻抗典型值 • 灌电流能力：1mA 至 100mA 3.2 应用 • 机架服务器电源 • 工业交流/直流电源 • 交流逆变器和变频驱动器 • 伺服驱动器控制模块 • 笔记本电脑电源适配器设计 3.3 说明 TL431 和 TL432 器件是三端可调节并联稳压器，在适用的汽车级、商用级和军用级温度范围内均可满足规定的热稳定性。可以通过两个外部电阻器将输出电压设置为介于 Vref（约为2.5V）和 36V 之间的任意值。其输出阻抗典型值均为0.2Ω。此类器件的有源输出电路具有非常明显的导通特性，因此非常适合用于替代许多应用中的齐纳二极管，例如板载稳压器、可调节电源和开关电源。TL432器件具有与 TL431 器件完全相同的功能和电气特性，但是具有不同的 DBV、DBZ 和 PK 封装引脚排列。 TL431 和 TL432 器件都具有 B、A 和标准三个等级，25°C 下的初始容差分别为 0.5%、1% 和 2%。此外，低输出温漂可确保在整个温度范围内保持出色的稳定性。 TL43xxC 器件运行温度范围为 0°C 至 70°C，TL43xxI器件运行温度范围为 –40°C 至 85°C，TL43xxQ 器件运行温度范围为 –40°C 至 125°C。 5、引脚配置和功能表 5-1. 引脚功能 6、规格6.1 建议运行条件 (1) 最大功耗是与 T J(max) 、θ JA 和 T A 相关的函数。在任何允许的环境温度下，允许的最大功耗为 P D = (T J(max) – T A )/θ JA 。在 150°C 的绝对最大 T J 下运行可能会影响可靠性。 6.2 电气特性 ，TL431C 、TL432C 在推荐的工作条件下测得，T A = 25°C（除非另有说明） 7、参数测量信息8 详细说明 8.1 概述 此标准器件已经证明可广泛应用于从电源到信号路径的各种应用。这是由于它的关键部件包含精确的电压基准和运算放大器，这是非常基本的模拟构建块。TL43xx 与其关键元器件搭配使用，可用作单个电压基准、误差放大器、电压钳位或具有集成基准的比较器。 TL43xx 能够运行并调整到 2.5V 至 36V 的阴极电压，这使得该器件成为了工业、汽车、电信和计算领域中各种终端设备的最佳选择。若要将该器件用作并联稳压器或误差放大器，必须为阴极引脚提供 >1mA (Imin(max)) 的电流。在这种情况下，可以从阴极引脚和基准引脚施加反馈，以创建内部基准电压的副本。 您可以购买初始容差为 0.5%、1% 和 2%（在 25°C 条件下）的各种基准电压选件。这些基准选件以在 TL431 或TL432 之后跟 B (0.5%)、A (1.0%) 和空白 (2.0%) 的形式表示。TL431 和 TL432 的功能相同，但具有不同的引脚排列选项。 TL43xxC 器件运行温度范围为 0°C 至 70°C，TL43xxI 器件运行温度范围为 –40°C 至 85°C，TL43xxQ 器件运行温度范围为 –40°C 至 125°C。 8.2 功能方框图 8.3 特性说明 TL43xx 由内部基准和根据基准引脚和虚拟内部引脚之间的差异输出灌电流的放大器组成。该灌电流由内部达林顿对产生，如上文中的原理图（图 9-2）所示。使用达林顿对是为了使该器件能够吸收最高 100mA 的电流。 在具有足够电压余量 (≥ 2.5V) 和阴极电流 (IKA) 的情况下，TL431 会强行将基准引脚的电压控制在 2.5V。但是，基准引脚不能悬空，因为它需要 IREF ≥ 4µA（请参阅电气特性，TL431C、TL432C）。这是因为基准引脚会被驱动到 npn 中，后者要有基极电流才能正常工作。 当从阴极引脚和基准引脚施加反馈时，TL43xx 将作为齐纳二极管，根据向阴极提供的电流将输出电压调节至恒定电压。这是由于内部放大器和基准进入了适当的运行区域。在开环、伺服或误差放大实现中，为了使该器件保持在合适的线性区域，必须向其施加与在反馈情况下所需电流的大小相同的电流，从而使 TL43xx 具有足够的增益。 与许多线性稳压器不同的是，TL43xx 通过内部补偿来达到稳定，无需在阴极和阳极之间使用输出电容器。但是，如果需要为该器件使用输出电容器，图 7-18 可作为一个指导，来帮助您选择用于保持稳定性的合适电容器。 器件功能模式 8.4.1 开环（比较器） 当 TL43xx 的阴极/输出电压或电流未以任何形式馈送回基准/输入引脚时，该器件便是处于开环状态。在向该器件施加合适的阴极电流 (Ika) 后，TL43xx 将会具有 图 10-2 中所示的特性。这种配置具有如此高的增益，因此TL43xx 通常用作比较器。TL43xx 具有集成的内部基准，因此，当用户想要监控单个信号的某个电平时，该器件便成为了他们的理想选择。 8.4.2 闭环 当 TL43xx 的阴极/输出电压或电流以任何形式馈送回基准/输入引脚时，该器件便是处于闭环状态。涉及 TL43xx的多数应用都是采用这种模式，从而实现调节至固定电压或电流的目的。反馈使得该器件能够作为误差放大器，计算输出电压的一部分，并对其进行调整以保持期望的调节。实现该目标的途径是：将输出电压以某种方式关联至基准引脚，从而使其等于内部基准电压（这可以通过电阻反馈或直接反馈来实现）。 9 应用和实现 9.1 应用信息 该器件具有很多应用和设置，因此许多情况都无法在本数据表中进行详述。链接的应用手册可帮助设计人员在使用此器件时制定理想的选择。 应用手册了解 TL431/TL432 数据表中的稳定性边界条件图 (SLVA482) 可帮助用户更深入地了解此类器件的稳定性特征和选择合适的负载电容器。应用手册在可调并联稳压器上设置并联电压 (SLVA445) 可协助设计人员设置并联电压，以达到该设备的理想精度。 9.2 典型应用 9.2.1 具有集成基准的比较器 图 9-3. 并联稳压器原理图 9.2.2.1 设计要求 本设计示例使用表 10-1 中所列的参数作为输入参数。 表 9-2. 设计参数 9.2.2.2 详细设计过程 详细设计过程 在将 TL431 用作并联稳压器时，需要确定以下参数： • 输入电压范围 • 温度范围 • 总精度 • 阴极电流 • 基准初始精度 • 输出电容 9.2.2.2.1 可编程输出 / 阴极电压 为了将阴极电压编程至调节电压，必须对阴极和阳极引脚之间的电阻桥进行分流，即将中点处连接至基准引脚。 您可以在图 9-3 中看到该电路，其中电阻桥由 R1 和 R2 组成。您可以使用图 9-3 中所示的公式计算出并联稳压器配置中的阴极/输出电压近似值。您还可以通过考虑阴极电流，更精确地确定阴极电压： Vo=(1+R1/R2)VREF -IREFR1 为了使该公式有效，TL43xx 必须完全偏置，以便它具有足够的开环增益来减小任何增益误差。这可以通过满足 节6.5 中指示的 Imin 规格来实现。 10、应用和实现 10.1、作为稳压二极管使用 TL431可以作为稳压二极管使用，提供稳定的2.5V基准电压。这是其最简单的应用方法。具体连接方式为：将阳极接地，阴极和REF脚连接在一起。此时，TL431就相当于一个稳压值为2.5V的稳压二极管。 10.2、可调稳压源 通过增加两个外部电阻器，可以将TL431的输出电压设置为介于Vref（约为2.5V）和36V之间的任意值。具体输出电压的计算公式为： Vo=(1+R1/R2)×VREF−IREF×R1 其中，Vo为输出电压，R1和R2为外部电阻器，VREF为TL431的内部基准电压（约为2.5V），IREF为基准电流（通常为微安级别）。 10.3、电池报警电路 TL431还可以用于电池报警电路。例如，当电池电压在5.4V以上时，TL431导通，发光二极管点亮；当电池电压下降至5.3V时，TL431截止，发光二极管熄灭。这样，就可以通过发光二极管的亮灭来判断电池电压的高低。 10.4、市电过压保护电路 在市电过压保护电路中，TL431也发挥着重要作用。当市电电压正常时，TL431的参考极电压低于2.5V，不导通；当市电电压过高时，分压电阻使得A点电压超过2.5V，TL431导通，从而触发保护机制，如继电器吸合使市电跳闸，以保护家用电器。 10.5、电压监视电路 TL431还可以用于电压监视电路。在电路中，LED用作电源正常状态的指示灯。当电压在正常范围内时，LED发光；当电压超过或低于设定值时，TL431导通或截止，从而改变LED的亮灭状态，以指示电压的异常。 10.6、其他应用 此外，TL431还可以用于电平值转换、充电器、开关电源、适配器、DVD等电子产品中。其关键部件包含精确的电压基准和运算放大器，这使得它在各种模拟电路中都有广泛的应用。
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