芜湖二中张艳萍老师:TL43l直流集成基准电压源原理及应用
来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/05/02 19:37:26
普通型可调基准电压源原理及应用
TL
它属于一种具有电流输出能力的可调基准电压源。
其性能优良,价格低廉,可广泛用于单片精密开关电源或精密线性稳压电源中。
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。
目前在单片精密开关电源中,常用它构成外部误差放大器,再与光耦合器一起组成隔离式反馈电路。
TL
(一)TIA31的性能特点
1)TL
它们的内部电路完全相同,仅个别技术指标略有差异。
例如,TL43lc和TL43lAC的工作温度范围是0~
2)它属于三端可调式器件,利用两只外部电阻可设定2.50—36V范围内的任何基准电压值。
TL
3)动态阻抗低,典型值为0.2Ω。
4)输出噪声低。
5)阴极工作电压VKA的允许范围是2.50~36V,极限值为37V。
阴极工作电流IKA=l~100mA,极限值是150mA。
其额定功率值与器件的封装形式和环境温度有关。
以采用双列直插式塑料封装的TL43lCP为例,当环境温度TA=
其额定功率为1000mW;TA>
(二)TIA31的工作原理
TL431大多采用DIP一8或T0—92封装形式,引脚排列分别如图1一
图中,A(anode)为阳极,使用时需接地。K(cathode)为阴极,需经限流电阻后接正电源。
VREF是输出基准电压值的设定端,外接电阻分压器。NC为空脚。
TL
主要包括4部分:
①误差放大器A,其同相输入端接取样电压VREF,
反相输入端则接内部2.50V基准电压Vref,并且设计的VREF=VRRef;
②内部2.50V(准确值为2.495V)基准电压源Vref;
③NPN型晶体管VT,在电路中起调节负载电流的作用;
④保护二极管VD,能防止因K—A间电源极性接反而损坏芯片。
TL431的电路图形符号和基本接线如图1一13所示。
它相当于一只可调齐纳稳压管,输出电压由外部精密电阻R1和R2来设定,有公式
R3是IKA的限流电阻。选取R3阻值的原则是,
当输入电压Vi为最小值时必须保证100mA≥IKA≥1mA,以便使TL431能正常工作。
TL431的稳压原理可分析如下:当由于某种原因致使V。
升高时,取样电压vref也随之升高,使VREF>Vref,比较器输出高电平,令VT导通,V。↓。反之,
V。↓→VREF 这样循环下去,从动态平衡的角度来看,就迫使V。趋于稳定,达到了稳压目的,并且NREF=Vref。 下面介绍T1431的两个重要参数。 (三)TL431的应用技巧 1.三端固定式稳压器实现可调输出将7800系列三端固定式集成稳压器配上T1431, 即可实现可调电压输出,电路如图l一14所示。 现将TL431接在7805型三端稳压器的公共端(GND)与地之间, 通过调节R1来改变输出电压值,此时仍用式(1—9)计算V。值。 需要说明两点: 第一,因7805的静态工作电流Id为几至几十毫安,并且从GND端流出来, 恰好可为TL431提供合适的阴极电流IKA,故Vi与TL431的阴极之间无需接限流电阻; 第二,TL431能提升7805的GND端电位,使VGND=VKA, 因此该稳压器的最低输出电压Vomin=VREF+5V=7.5V。 最高输入电压Vimax=37.5V,7805的最高输入电压为35V,其余2.5V压降由TL431承受。 2.5V、 1. 构成如图l一15所示的5V、1. R1和R2均采用误差为±O.1%的精密金属膜电阻。 鉴于LM317本身的静态工作电流Id=IADJ=50μA《1mA,无法给TL431提供正常的阴极电流值, 因此在电路中需增加R3。V。经过R3向TL431供给的阴极电流IKA应大于1mA才能保证芯片正常工作。 当R3=240Ω时,IKA=5mA>1mA。 3.大电流并联稳压器前面介绍的均为TL 若将TL431配以PNP型功率管,还可构成大电流并联式稳压器,电路如图l一16所示。 调整R1就能改变V。值。 4.简易5V精密稳压器 由TL431和NPN型功率管构成的5V串联式精密稳压器电路,如图1—17所示。 5.电压监视器 由两片TL431(ICl、IC2)构成的电压监视器电路如图1—18所示。 现利用发光二极管LED作为电源电压正常状态的指示灯。电压上限VH和电压下限VL分别由下式确定: R3为LED的限流电阻,R4的阻值应使IC2的阴极电流大于1mA,ICl和IC2可等效于两只并联式开关。 仅当电源电压正常,即VH>Vi>VL时,LED发光,表示被监视电压Vi符合规定。 一旦Vi>VH,出现过电压时,ICl就导通,VK1↓,使得Ic2截止,VK2↑,LED就因负极接高电位而停止发光。 倘若V1 6.TL431的其他应用 由TL431构成的延时指示器电路如图1—19所示。该电路的延迟时间由下式确定: R1为定时电阻,C是定时电容。 当开关S断开时,电源Vi就经过R1对C进行充电,但此时Vc<2.50V,故VK呈高电位,使LED熄灭。 随着Vc不断升高,一旦达到2.50V,VK就变成低电位,令LED发光。 因此,LED的熄灭时间就代表电路的延迟时间t。 例如,当Vi=12V、R1=1MΩ、C=0.1μF时,代人式(1一15)计算出t=23ms。 若将s闭合,电容c就迅速放电,并为下次延时做好准备。 TL 恒定电流由下式确定: