TL431的应用电路及需要注意的几点

型号：LDX-K3050
输出电压：0-30V 输出电流：0-50A
来源：智能型可调直流电源
发布时间：2024-04-30 13:59:33
TL431是常用的三端并联稳压器，具备比较好的耐热性，输出电压可以设置为与许多电压基
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TL431是常用的三端并联稳压器，具备比较好的耐热性，输出电压可以设置为

与许多电压基准源不同，TL431可以自由调节基准电压值，但会受到外部电阻的精度影响，相对于专用的高精度基准源，TL431的精度偏低，温度稳定性也较差。许多LDO也能达到0.5%的精度，但容易受负载影响，下图是TL431与其他电压源的简单比较。

TL431的三个外部引脚分别为阴极（CATHODE）、阳极（ANODE）和参考端（REF）。

下图为TL431的等效框图和内部细节图，Vref是一个内部的2.5V基准源，接在运放的反相输入端。当REF端（同相端）的电压非常接近Vref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，通过内部功率三极管的电流将发生变化。

TL431常温电压精度能够达到0.5%（B Grade），具有较高的温度稳定性。如此温度特性得益于其内部的带隙基准电路，其基础原理是将两个相反温度系数的电压以一定权重相加，使输出的基准电压具有接近理想的零温度系数表现。

如下图所示，常规双极型晶体管的基极-发射极电压或PN节二极管具有负温度系数（计作VBE），而如果两个双极型晶体管工作在不相等的电流密度下，那么他们的VBE之差就会与热电压VT成正比，具有正温度系数（计作ΔVBE）。将VBE和ΔVBE线性叠加，最终输出的Vref电压将实现接近理想的零温度系数。

下图为VBE和ΔVBE关于正负温度系数的推导图，根据两者的表达式，分别对温度求导，可以分别得到负、正温度系数值。（注：图中VBE的求导表达式结果与实际不一致，但其温度表现确为负系数）

根据书所标注的内部电路参数，可以计算反推得到Vref相关的alpha1、alpha2系数。其中正、负温度系数所对应的电路结构如下图所示，最后可以得到。

TL431的最典型电路为恒压电路。依靠内部基准源和运放结构，我们大家可以将TL431阴极输出端连接至VREF端使电路工作在闭环状态，Vref端电压与基准源的压差能控制TL431内部功率三极管的开度，进而影响输出电压。有必要注意一下的的是，在选择TL431阴极电阻时，需要满足最小电流的要求（一般为1mA，部分型号能做到100uA）。

如下图为TL431恒压电路的典型应用，能够正常的看到VKA的表达式还与Iref有关，这要求R1的参数不宜取的过大，不过由于Iref的电流极小（uA级），因此R1带来的误差往往可以忽略。

依靠内部的基准源和运放结构，TL431还可拿来进行电压的比较。下图为典型的比较电路。必须要格外注意，TL431用作比较器功能时需要保证IKA电流，保证响应速度。

下图的应用将TL431用于电池电压的监控，只有当电池电压位于设定区间时，LED灯才会发光。

在隔离电源中，经常利用TL431实现隔离+误差放大+补偿的功能。反激电源的输出经过TL431反馈并将误差放大，驱动光耦内部的二极管，处于原边的光耦感光部分得到反馈电压，用于调整控制IC的输出占空比，从而得到一个稳定的输出电压。

下图为反激电源的仿真框图，红色、绿色波形分别为副边输出电压和反馈电压，电路依靠TL431实现闭环控制，调整输出占空比（紫色），最终使输出电压稳定。

我们将TL431用于恒压电路时，有时会在输出端（阴极）增加去耦电容以保证电压稳定性。其实TL431依靠自身内部结构已能轻松实现输出的稳定，在阴极和阳极（地）之间添加一个外部电容器将产生一个输出极点。该极点会降低相位裕度并可能会引起振荡。

比如VKA=2.5V的场景，TI规格书给出的曲线uF，才能保持稳定。不同设备对于电容的裕度不同，如TL431B的要求更高（减小到1nf才稳定）。图中波形为TL431负载电流波动时，输出电压振荡/稳定的情形。

由于摆率和内部补偿电路的影响，TL431的输出会有us级别的延时。提高TL431的IKA电流，可以增大其响应速度，右图为TL431工作在比较器状态时不同IKA对于响应速度的影响，我们在使用时需要考虑功耗和响应速度。

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是由美国德州仪器公司（TI）和Motorola公司生产的2.50~36V可调精密并联稳压器，它是一种具有可调电流输出能力的基准电压源，

，并且价格低。因此受到电源工程师和初学者们大力好评。本篇文章主要为大家介绍了

其实就是一个电压源Vref（=2.5V）加上一个运算放大器，网上有很多