TL431三端可调分流基准电压源的工作原理

tl431是一个稳定性能良好的三端可调分流基准电压源,被称为三端取样集成电路,它的输出电压只需在输入端r用两个电阻分压,就可以任意地设置到从基准源vref的2.5v到36v范围内的任何值。负载电流能力从1.0ma -到100ma。 tl431它的3个引脚分别为:阴极(cathode)、阳极(anode)和参考端(ref)。分别简记为k、a、r,在电路中的符号如图所示:
tl431内部电路由vref2.5v基准源,运放电路和输出电路组成。其中2.5v基准源接在运放电路反相输入端,参考输入端r接运放同相端。由运放的特性可知,只有当tl431输入端输入的电压非常接近基准源vref的基准电压2.5v时,输出电路中的输出三极管才会有一个稳定的非饱和电流通过,而且随着tl431输入端r电压的微小变化,通过输出电路中的输出三极管的电流将从1到100ma变化,如下图所示:提醒一下,该方块图不是tl431内部电路实际结构,只是用来分析它的工作过程。
tl431它相当于一只可调式齐纳稳压管,输出电压由tl431输入端r的外部分压电阻来设定。如图所示,
当r1和r2的阻值确定时,两者对电压v0分压后接入到tl431输入端r,,若v0增大,加到tl431输入端r的电压随着增大,tl431的输出端a.k两脚分流也就增加,从而又导致v0下降。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,负载电流能力从1.0ma -到100ma变化。在选择r1 r2电阻分压值时必须保证tl431工作的必要条件,就是通过阴极的电流要大于1ma。
tl431具体工作原理就是:当输入端输入电压增大,通过内部基准电压和运放电路对输入电压处理后,使输出电路中的三极管通过的电流增大,输出端的电压降低,导致接在输出端的被控电路电流增大,从而实现稳压。
5. tl431在开关电源上的应用, 如图所示:
上图是一个实用的开关型5v直流稳压电源的电路。电路中的r2和r3是输出取样电阻,两者对开关电源输出的一组电压进行分压,分压后的电压送到tl431的r端,来控制该器件从阴极k到阳极a的分流。这个电流又是直接驱动光耦u2的发光部分的。那么当开关电源输出电压有变大趋势时,分压电压就随之增大,导致流过tl431的电流增大,于是光耦发光加强,感光端的光敏三极管的集电极与发射极导通程度增强,内阻变小,得到的反馈电压变大,电源管理芯片u1在接受这个变大的反馈电压后,将改变开关管mosfet的开关时间,输出电压随改变而回落,从而稳定了电源电压的输出。这就是tl431在开关电源中的应用。
本文总结了tl431的特点、重点讲述了工作原理。如有错误之处,望大家批评指正。

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