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一种基于TL431的线性精密稳压电源的设计方案

作者:时间:2013-12-24来源:网络收藏

引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/227298.htm

是一个有良好热稳定性能的三端可调精密电压基准集成芯片,具有体积小、价格低廉、性能优良等特点:它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从参考电压(2.5V)到36V范围内的任何值,典型动态阻抗仅为0.2Ω,电压参考误差为±0.4%,负载电流能力从1.0mA到100mA,温度漂移低,输出噪声电压低等。基于以上特点,不仅可以用于恒流源电路、电压比较器电路、电压监视器电路、过压保护电路等电路中、还广泛应用于线性、开关等直流电路中,本文对在线性稳压电源中的并联和串联型两种电源进行了详细的介绍。


的内部结构和功能

1、TL431的符号

该器件的符号如图1,三个引脚分别为:阴极(CATHODE)、阳极(ANODE)和参考端(REF),参考电压为2.5V。


一种基于TL431的线性精密稳压电源的设计方案

2、TL431的内部电路图

由内部电路图图2可以看出,它由多极放大电路、偏置电路、补偿和保护电路组成,其中晶体管V1构成输入极,V3、V4、V5构成稳压基准,V7和V8 组成的镜像恒流源与V6、V9构成差分放大器作中间级,V10、V11形成复合管,构成输出,其它一些电阻、电容、二级管分别起偏置、补偿和保护作用,在原理上它是一个单端输入、单端输出直流放大器。


一种基于TL431的线性精密稳压电源的设计方案

然而其等效功能示意图如图3所示,由一个2.5V的精密基准电压源、一个电压比较器和一输出开关管等组成,参考端的输出电压与精密基准电压源Vref相比较,当参考端电压超过2.5V时,TL431立即导通。因为R端控制电压误差为±1%,所以参考端能精确地控制TL431的导通与截止。


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并联稳压电路设计

1、基本并联稳压电路原理

TL431内部含有一个2.5V的基准电压,所以当在Vref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4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.若使R1短路,R2开路,即把参考端与阴极端短接,此时则有输出电压VO=2.5V(参考端电压),最适合用于数字电压表和模数转换器或其它电路中作基准电压源。


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