tl431和pc817的应用电路

tl431是由美国德州仪器(ti)和摩托罗拉公司生产的2.5~36v可调式精密并联稳压器。其性能优良,价格低廉,该器件的典型动态阻抗为0.2ω,可广泛用于单片精密开关电源或精密线性稳压电源中,在很多应用中可以用它代替齐纳二极管。此外,tl431还能构成电压比较器、电源电压监视器、延时电路、精密恒流源等。
tl431大多采用dip-8或to-92封装形式,引脚排列分别如图1所示。3 个引脚分别为:阴极(cathode)、阳极(anode)和参考端(ref)。图中,a为阳极,使用时需接地;k为阴极,需经限流电阻接正电源;uref是输出电压uo的设定端,外接电阻分压器;nc为空脚。
tl431的等效电路
图1 tl431的电气符号图和等效电路图
由tl431的等效电路图可以看到,uref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uref(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vt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助的。
前面提到tl431 的内部含有一个2.5v 的基准电压,所以当在ref 端引入输出反馈时,器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流,控制输出电压。如图2 所示的电路,当r1 和r2 的阻值确定时,两者对vo 的分压引入反馈,若vo 增大,反馈量增大,tl431 的分流也就增加,从而又导致vo 下降。显见,这个深度的负反馈电路必然在uref等于基准电压处稳定,此时vo=(1+r1/r2)vref。
选择不同的r1 和r2 的值可以得到从2.5v 到36v 范围内的任意电压输出,特别地,当r1=r2 时,vo=5v。需要注意的是,在选择电阻时必须保证tl431 工作的必要条件,就是通过阴极的电流要大于1 ma
通用光电耦合器pc817 特点:
1. 电流传输比 ctr:if=5ma,vce=5v时最小值为 50%
2. 输入和输出之间的隔绝电压高viso(rms):5.0 kv
普通光电耦合器只能传输数字信号(开关信号),不适合传输模拟信号。线性光电耦合器是一种新型的光电隔离器件,能够传输连续变化的模拟电压或电流信号,这样随着输入信号的强弱变化会产生相应的光信号,从而使光敏晶体管的导通程度也不同,输出的电压或电流也随之不同。
pc817光电耦合器不但可以起到反馈作用还可以起到隔离作用。其内部框图如图所示。
图2 pc817的内部框图
pc817的基本参数如下表:
tl431 和pc817配合使用 开关电源的稳压反馈通常都使用tl431 和pc817,如输出电压要求不高,也可以使用稳压二极管和pc817,下面我来通过以下典型应用电路来说明tl431,pc817 的配合问题。电路图如下:
r13 的取值,r13 的值不是任意取的,要考虑两个因素:
1)tl431 参考输入端的电流,一般此电流为2ua 左右,为了避免此端电流影响分压比和避免噪音的影响,一般取流过电阻r13 的电流为参考段电流的100 倍以上,所以此电阻要小于2.5v/200ua=12.5k.
2)待机功耗的要求,如有此要求,在满足《12.5k的情况下尽量取大值。
tl431 的死区电流为1ma,也就是r6 的电流接近于零时,也要保证431 有1ma,所以r3《=1.2v/1ma=1.2k 即可。除此以外也是功耗方面的考虑,r17 是为了保证死区电流的大小,r17可要也可不要,当输出电压小于7.5v 时应该考虑必须使用,原因是这里的r17 既然是提供tl431死区电流的,那么在发光二极管导通电压不足时才有用,如果发光二极管能够导通,就可以提供tl431 足够的死区电流,如果vo 很低的时候,计算方法就改为r17=(vo-vk)/1ma(这里vk=vr-0.7=1.8v); 当vo=3.3v 时r17 从死区电流的角度看临界最大值r17=(3.3-1.8)/1ma=1.5k,从tl431 限流保护的角度看临界最小值为r17=(3.3-1.8)/100ma=15ω。 当vo 较高的时候,也就是vo 大于vk+vd 的时候,也就是差不多7.5v 以上时,tl431 所需的死区电流可以通过发光二极管的导通提供,所以这是可以不用r17。

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