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TL431電壓調節器詳細指南
2024-04-17 16056

TL431是具有良好溫度穩定性的三端控制的精確參考集成芯片。由於其高精度，低靜態電流和輸出噪聲，因此廣泛用於各種電子設備，例如自動控制，電源管理和電源轉換。為了幫助每個人對TL431有更好的了解，本文匯總了有關TL431的相關信息。來看看。

什麼是TL431調節器？

TL431 是由Texas Instruments（TI）（TI）和美國在美國共同生產的2.50V至36V可調節的精確分流器調節器。它具有可調電流輸出的能力，並用作參考電壓源。TL431系列包括TL431C，TL431AC，TL431I，TL431AI，TL431M，TL431Y，TL431Y，總共六個型號。這些模型具有相同的內部電路結構，僅在技術指標上差異很小。由於其緊湊的尺寸，可調節的參考電壓和大輸出電流，TL431可用於設計各種調節器。它的性能特性包括連續可調的輸出電壓，最大36V，從0.1mA到100mA的寬操作電流範圍，典型的動態電阻為0.22歐姆和低輸出噪聲。此外，它的最大輸入電壓為37V，最大工作電流為150mA，內部參考電壓為2.5V，輸出電壓範圍為2.5V至30V。

替代方案和等效物

TL431的主要特徵

高精度

TL431的參考電壓精度可以達到±2％或更高，從而使其能夠在廣泛的電壓範圍內提供穩定而準確的輸出電壓。

良好的動態性能

TL431具有快速動態響應。它可以快速調整輸出電壓，以響應電源負載變化，從而確保穩定的電源輸出。

簡化電路設計

隨著TL431集成了誤差放大器和參考電壓源，它簡化了電路設計，降低電路尺寸並降低電源成本。

可調節的輸出電壓

可以使用兩個外部電阻調整TL431的輸出電壓，提供的調整範圍從2.5V到36V，足以適合各種電源電路。

TL431等級

任何設備的當前，電壓和瓦數等級表明其功率要求，即電流和電壓足以運行。下表提供了TL431的電流，功率和電壓等級。

圖2：TL431參數列表

如何衡量TL431的質量？

為了衡量TL431的性能是否良好，我們需要將其引腳確定為參考終端，陽極和陰極。確認引腳後，我們可以按照以下步驟進行測量。首先，我們將萬用表的範圍調節到RXLK塊，將黑筆連接到陽極，然後將紅色筆與陰極連接。目前測得的是TL431的正向電阻。接下來，我們互換測試引線，即，黑筆連接到陰極，紅色筆與陽極連接。目前，應顯示無限的反向電阻。這意味著，當電流從陽極流向陰極時，TL431可以正常打開。當電流從陰極流向陽極時，TL431被關閉。接下來，我們仍然將萬用表範圍保持在RXLK塊，將黑筆連接到參考終端，然後將紅色筆與陰極連接。目前，應該沒有電流流過它，也就是說，儀表上沒有跡象。然後，當我們用一隻手觸摸黑筆，另一隻手觸及陽極時，指針應該顯著擺動。當滿足這種情況時，用手觸摸的銷子是參考終端。最後一步是在參考終端和陽極（即允許電流）同時從參考終端和陽極流動。在這種情況下，如果黑色測試導線連接到陰極，並且紅色測試導線連接到陽極，則通常會有較小的電壓下降。相反，如果將黑色測試引線連接到陽極，並且紅色測試導線連接到陰極，則通常會有相對較大的電壓下降。該測量的原理基於向前和反向傳導過程中TL431的不同電壓降。

可以用什麼？

電壓顯示器

撬棍電路

分流器調節器

精密當前限制器

高電流分流器調節器

PWM轉換器帶有參考

精密高電流系列調節器

如何區分TL431的三個引腳？

TL431具有三個引腳，它們是參考端子，陽極和陰極。為了區分這三個銷釘，我們可以將它們從左到右安排，並面對我們。具體而言，參考終端是用於輸入參考電壓的引腳。陽極是電流流過的引腳。陰極是電流流出的銷釘。在實際應用中，陰極通常通過限制電阻連接到電源的正極，而陽極連接到電源的負極。它的針圖如下：

引腳1（參考）：此引腳設置齊納二極管的電壓額定值。

引腳2（陽極）：等效齊納二極管的陽極

引腳3（陰極）：等效齊納二極管的陰極

圖3：TL431 PIN圖

TL431的結構和工作原理

TL431是具有出色穩定性的三端可調節器調節器。它通常用作可調電壓參考。它的外部結構由三個引腳組成：陰極，陽極和參考電壓。內部結構如圖所示。在TL431的大多數應用中，陽極通常連接到地面，一部分陰極電流通過框圖的左下角流過鏡像電流源。該電流在電阻器上產生的電壓下降，加上晶體管的基本B和發射極之間的電壓下降，共同構成2.5V的參考電壓。TL431的中間階段結構等於差分放大器電路，而其輸出階段採用了達靈頓的結構。因此，TL431不僅具有內部集成的電壓參考函數，而且還集成了操作放大器電路的功能。

圖4：TL431功能結構

根據其功能，TL431由內部集成的2.5V參考電壓，差速器操作放大器和開放的集電極晶體管組成。TL431的簡化圖如下所示。當參考電壓引腳上的電壓低於2.5V的內部參考電壓時，運算放大器輸出較低，當時三極管處於OFF狀態，TL431中沒有電流流動（忽略微小的洩漏當前的）;當參考電壓引腳上的電壓高於內部參考電壓時，運算放大器輸出高水平時，三極管會導致並從陰極中繪製電流，並迅速進入飽和區域。只有當參考電壓引腳上的電壓非常接近參考電壓時，三極管才能在放大區域起作用，從陰極從陰極中提取恆定電流。分析表明，在開關電源中，需要離散參考電壓和反饋的原始結構可以很好地取代TL431。

圖5：TL431內部結構電路

TL431申請的預防措施

使用TL431時，我們應該注意以下方面。

注意當前大小

流經TL431的最小電流必須保持在1MA以上，否則將失去其電壓調節性能。同時，最大電流不能超過100mA，以免損壞TL431。

最小保持電流和最小陰極電壓

由於TL431的內部參考電壓VREF VREF由陰極電流維持，並且該電流必須高於一定閾值以確保正常操作，因此需要在應用過程中特別注意：當TL431的輸出極在截止狀態，陰極仍需要保持大於0.2 mA的保持電流；當輸出極飽和時，兩極之間的電壓必須至少大於2.2V，以確保TL431可以正常運行。

注意功耗

以通用的TO-92軟件包為例，TL431的最大功耗為0.7W。實際上，電路中TL431的功耗P可以通過公式p = vo*i計算，其中vo是輸出電壓，i是電流通過TL431。因此，當輸出不超過5V時，TL431可以輸出140mA的最大電流；當輸出電壓為7V時，由於功耗限制，它只能輸出10mA的電流。通常，TL431的功耗範圍從0.5W到1.2W。當它在高溫，高壓或高電流狀況下工作時，我們必須特別注意通風，散熱以及整個電路的安全性，以防止過度功耗造成的性能降解或損害。

注意選擇採樣電阻R1和R2的選擇

選擇材料並佈置時，我們應優先考慮具有較小溫度係數，低噪聲和較大功率能力的相同類型的精確電阻，以確保穩定性和可靠性。根據公式vo = 2.5*（1+r1/r2），當vo最大為36V時，我們可以計算出R1與R2的最大比率為13.4，即R1的最大值應為13.4次R2。此外，由於TL431的高開環增益和快速響應速度，當採樣點（即R1和R2的連接點）遠離兩個極點時，該電路易於超越自動。勵磁。因此，在設計和使用時，我們需要特別注意採樣點的位置，以避免這種情況。