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TL431的原理及應用,集成電路TL431

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tl431穩壓芯片如何描述才能做到最簡單易懂？

TL431的原理及應用,集成電路TL431


TL431是一款常用的精密基準電壓源IC，其在電路中的基本用途就是穩壓，雖然穩壓管亦可以用于穩壓，但穩壓管產生的穩定電壓不論是精度還是溫度穩定性皆無法與TL431產生的穩定電壓相比 。另外，TL431產生的穩定電壓不像ICL8069或LM385那樣是固定的1.2V或2.5V，其電壓可以通過兩個外接電阻在2.5～36V之間設置，使用非常靈活，故該穩壓IC獲得了廣泛應用 。
下面我們詳細介紹一下TL431在穩壓電路中的基本應用 。TL431的內部電路框圖如上圖所示，其內部由2.5V的精密基準電壓源、比較器及輸出三極管等部分組成，IC的外部只有三個引腳，其引腳排列如下圖所示 。TL431的A引腳為陽極，K引腳為陰極，R引腳為參考極 。在用TL431構成穩壓電路時，其與穩壓管一樣，應反向接于電路中，R端視具體應用電路，或與K端直接短接，或與外接的調壓電阻連接 。
【TL431的原理及應用,集成電路TL431】TL431的外形封裝一般有TO-92、SOT-23及SOP-8等幾種，其中前兩種封裝是現在常用的，SOP-8封裝的TL431體積較大，并且有5個空腳，占用PCB板的面積較大，很少使用 。TL431穩壓IC的最高輸入電壓為37V，輸出電壓可在2.5～36V之間設置，工作電流最大為100mA，最小為1mA，基準電壓典型值為2.495V，溫度系數典型值為50ppm/℃ 。
其基本應用電路如下圖所示 。上圖中，圖a是采用TL431構成的精密2.5V基準電壓源，將IC的陰極K及參考極R短接后通過一個限流電阻R接輸入電壓Vin的正極，陽極A直接接Vin的負極，這樣即可構成一個具有良好溫度穩定性的2.5V精密基準電壓源 。限流電阻R的取值視Vin及負載電流的大小而定，不過其取值應確保流過TL431的電流在1～100mA范圍內，若流過TL431的電流小于1mA，IC無法正常工作；若流過TL431的電流超過100mA，IC會因管耗過大而發熱，甚至燒壞 。
若電路要求TL431的基準電壓可調，此時可以采用圖b所示的電路，在IC的R端外接兩個電阻來設定基準電壓 。此時電路的輸出電壓Uo＝2.5（1＋R2/R3） 。為了保證基準電壓的精度及溫度穩定性，電阻R2和R3最好選用精密金屬膜電阻，并且安裝時盡可能的靠近TL431的引腳 。上述穩壓電路中的TL431相當于一個阻值受電流控制的可控電阻，當Vin或負載電流發生變化，導致TL431兩端電壓不穩定時，TL431的A、K兩個引腳之間的等效電阻自動發生變化，從而調整流過限流電阻R的電流 。
這里假定因Vin減小導致TL431兩端的2.5V電壓降低，此時TL431的A、K兩極之間的等效電阻的阻值自動增大，這樣流過電阻R的電流就會變小，R兩端的電壓也會變小，從而使TL431兩端的電壓又回升，保證了其兩端電壓的穩定 。上圖中的兩個穩壓電路直接采用TL431穩壓，其輸出電流較小，一般用于負載電流在幾十mA以下的小電流穩壓電路中 。
若想增大電路的輸出電流，亦可以采用下圖所示的電路，通過外接三極管來增大輸出電流 。上圖電路中，NPN型三極管作為調整管，用來增大輸出電流，TL431給三極管的基極提供一個穩定的參考電壓，這種電路的輸出電流主要由三極管來決定，采用8050之類的小功率三極管，輸出電流可達數百mA 。TL431穩壓IC的用途很廣，除了上述的基本應用之外，其還可以用來構成精密恒流源電路或各種電壓檢測電路 。

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