2.3.2 TL431恒流源

2.3.2 TL431恒流源

TL431是精密电压调节器,利用两只外部电阻可设定2.5~36V范围内的任何基准电压值。其等效全范围温度系数典型值为50ppm/℃,动态阻抗低,典型值为0.2Ω。TL431外形图及其等效电路如图所示。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U的设定端,外接电阻分压器。其中误差放大器A同相输入端接从电阻分压器得到的取样电压,反相输入端则接内部2.5V基准电压UREF,UREF端的电压常态下应为2.5V,因此也称基准端。晶体管VT在电路中起到调节负载电流的作用。保护二极管VD,可防止因K-A间电源极性接反而损坏芯片。

图示

图2-17 TL431引脚排列及等效电路

TL431的内部含有一个2.5V的基准电压,所以当在UREF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。

图示

图2-18 TL431基本应用电路

如图所示基本接线电路,当R1和R2的阻值确定时,两者对Uo的分压引入反馈,若Uo增大,反馈量增大,TL431的分流也就增加,从而又导致Uo下降。显见,这个深度的负反馈电路必然在Ui等于基准电压处稳定,此时(https://www.daowen.com)

图示

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,Uo=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,及通过阴极的电流要大于1mA。

图示

图2-19 基于TL431的线性恒流源电路

TL431性能优良,价格低廉,现广泛用于开关电源或线性稳压电源中,在这里采用构成精密恒流源电路,如图所示。考虑到运放输入、输出摆幅限制,可以将电源降至9V。TL431构成一个2.5V稳压电源,提供给运放的同向输入端作为参考电压Vref,通过调节Rw,电路输出电流可以实现1~120mA可调,最高输出电压5V。运放工作在线性工作状态,同相输入电压Vref与输出电流成比例的检测电压Vs(反向输入端电压)相等;由于输出级使用晶体管则电流检测时会产生基极电流分量这一误差,但可忽略不计,输出电流等于流过电阻Rs的电流。输出电流计算表达式如下:

图示