TL431 稳压器：引脚配置及其应用(yòng)

2021-09-10

TL431 稳压器：引脚配置及其应用(yòng)

1977年德州仪器推出TL431稳压二极管，其工作原理(lǐ)与齐纳二极管类似。它是一个 3 端双极晶體(tǐ)管，相当于一个理(lǐ)想的 n 型晶體(tǐ)管，没有(yǒu)滞后损耗。它是一个并联稳压器，可(kě)调。TL431稳压器的等效系列有(yǒu)ATL431、TL432、LM431、KS431、TS431和142EH19稳压器。

这些稳压電(diàn)路的功能(néng)相似，只是它们的尺寸、精度、布局、工作電(diàn)流和速度特性不同。它是一款采用(yòng) TO-92 封装类型的 8 引脚稳压器。本文(wén)通过简单的電(diàn)路提供了有(yǒu)关 TL431 稳压器工作的所有(yǒu)详细信息。

什么是 TL431 稳压器？

TL431 稳压器是一款可(kě)调精密型并联稳压器IC。通过改变连接電(diàn)阻的值，可(kě)以对输出電(diàn)压进行编程。因此，它被称為(wèi)可(kě)编程并联稳压器。除了额定電(diàn)压可(kě)编程外，该 IC 的工作原理(lǐ)几乎与齐纳二极管相似。

它也称為(wèi)可(kě)调齐纳二极管。它主要用(yòng)于電(diàn)路中提供正電(diàn)压参考或负電(diàn)压参考。其成本低，通常用(yòng)作隔离電(diàn)源電(diàn)路中的参考電(diàn)压提供器。TL431稳压芯片如下图所示。

TL431稳压器的引脚配置

它是一种三端并联稳压二极管集成電(diàn)路，采用(yòng) To-92 封装类型。调整连接到 IC 参考端的電(diàn)阻分(fēn)压器，将输出電(diàn)压额定值从 2.5 伏更改為(wèi) 36 伏。工作電(diàn)流范围為(wèi) 1 mA 至 100 mA，典型阻抗值為(wèi) 0.22 欧姆。

它在很(hěn)宽的工作温度范围内提供稳定的性能(néng)。在各种应用(yòng)中，它在需要更换齐纳二极管时使用(yòng)，因為(wèi)它的工作原理(lǐ)几乎与齐纳二极管相似，只是输出電(diàn)压可(kě)编程和可(kě)调。广泛应用(yòng)于过压和欠压监测電(diàn)路、窗口電(diàn)压监测電(diàn)路、電(diàn)源作為(wèi)参考電(diàn)压源。

TL431 稳压器引脚配置/引脚图

TL431 稳压器是一种三端并联稳压器，在汽車(chē)、军事和商(shāng)业的适用(yòng)温度范围内具有(yǒu)一定的热稳定性。TL431 稳压器引脚配置/引脚图如下图所示。TL431稳压二极管的原理(lǐ)图符号如下图所示。

TL431 示意图

Pin1（参考）：用(yòng)于设置齐纳二极管的额定電(diàn)压

Pin2（Anode）：是等效齐纳二极管的阳极端

Pin3（Cathode）：是等效齐纳二极管的阴极端。

TL431 规格

该TL431规格或技术特点有(yǒu)：

它是一个齐纳二极管，可(kě)编程

输出電(diàn)压范围為(wèi) 2.5 伏至 36 伏

输出電(diàn)压容差為(wèi) +-4%

输出電(diàn)流或灌電(diàn)流范围為(wèi) 1 mA 至 100 mA

输出阻抗為(wèi) 0.22 欧姆

3 引脚 TL431 采用(yòng) To-92 封装类型。8 引脚 TL431 采用(yòng) SOIC 和 PDIP 封装。

工作温度范围為(wèi) -40°C 至 125°C

输出噪声低。

典型温度漂移：6 mV (C temp) 和 14 mV (I Temp, Q temp)

在 25°C 时，参考電(diàn)压容差為(wèi) 1%（A 级）、0.5%（B 级）、2%（标准级）

它的成本非常低。

電(diàn)路图/如何使用(yòng)

TL431稳压集成電(diàn)路的電(diàn)路图如下图所示。

TL431稳压器電(diàn)路图

从上面的電(diàn)路图中，我们观察到NPN 晶體(tǐ)管从同相端子上具有(yǒu) 2.5 伏精确参考電(diàn)压额定值的运算放大器偏置。晶體(tǐ)管的集電(diàn)极连接到 TL431 IC 的阴极端子，晶體(tǐ)管的发射极端连接到 TL431 IC 的阳极端子。

现在考虑 TL431 稳压器 IC 用(yòng)作比较器。比较器的一侧将具有(yǒu) 2.5 伏的精确電(diàn)压，而另一侧则在参考端子的帮助下进行设置。此功能(néng)主要适用(yòng)于SMPS（开关模式電(diàn)源），因為(wèi) TL431 稳压器 IC 可(kě)以将获得的输出電(diàn)压与所需的输出電(diàn)压进行比较，并通过提供反馈路径来控制开关频率。為(wèi)了隔离高压部分(fēn)，光耦合器通常与此電(diàn)路设置一起使用(yòng)。

现在让我们學(xué)习一些使用(yòng)主要電(diàn)子元件TL431稳压器的基本和简单的電(diàn)路。

精密参考電(diàn)压電(diàn)路

使用(yòng)TL431稳压器的精密参考電(diàn)压電(diàn)路的電(diàn)路图如下所示。它提供更好的温度稳定性和巨大的输出電(diàn)流。為(wèi)避免自激，在连接到容性负载时应仔细考虑 CL 的值。

精密電(diàn)压基准電(diàn)路

可(kě)调稳压電(diàn)源

输出電(diàn)压 Vo 的可(kě)调范围在 2.6 伏和 36 伏之间。

输出電(diàn)压 Vo 的表达式写為(wèi)，

Vo = Vref (1+R1/R2)

因為(wèi) Vref 设置為(wèi) 2.5 伏

電(diàn)路所能(néng)承受的電(diàn)压与（Vo-Vi）有(yǒu)关。如果電(diàn)压差很(hěn)大，那么電(diàn)阻消耗的功率就会增加。使用(yòng)该稳压二极管的可(kě)调稳压電(diàn)源的電(diàn)路图如下所示。

可(kě)调稳压電(diàn)源

電(diàn)压比较器

在此应用(yòng)中，有(yǒu)效地使用(yòng)了電(diàn)压 Vref = 2.5 伏特。TL431 稳压二极管中存在的小(xiǎo)内阻有(yǒu)助于非常轻松有(yǒu)效地跟踪输入和输出波形。使用(yòng)TL431稳压二极管的電(diàn)压比较器電(diàn)路图如下图所示。

電(diàn)压比较器電(diàn)路图

電(diàn)压监视器

利用(yòng)稳压器的传递特性来实际设计電(diàn)压监控器。在電(diàn)压上限和下限时，LED 功率、上電(diàn)压和下電(diàn)压分(fēn)别為(wèi) (1+R1/R2) 和 (1+R3/R4)。下面的電(diàn)路图说明了使用(yòng) TL431 稳压二极管的電(diàn)压监视器。

電(diàn)压监控電(diàn)路

过压保护電(diàn)路

当输入電(diàn)压 Vi 超过一定電(diàn)压时，稳压器开始触发。此时晶闸管导通，产生很(hěn)大的瞬时電(diàn)流。这有(yǒu)助于熔断保险丝并保护后電(diàn)路。在保护点，電(diàn)压将為(wèi) (1+R1/R2)Vref。使用(yòng) TL431 进行过压保护的電(diàn)路图如下所示。

过压保护電(diàn)路

TL431 稳压器的使用(yòng)/应用(yòng)

下面列出了 TL431 稳压器的应用(yòng)。

它用(yòng)于 SMPS（开关模式電(diàn)源）

用(yòng)于隔离電(diàn)源電(diàn)路中。

用(yòng)于具有(yǒu)集成基准的電(diàn)压比较器

用(yòng)于電(diàn)流调节電(diàn)路。

用(yòng)于精密参考電(diàn)压源電(diàn)路

用(yòng)于稳压電(diàn)源電(diàn)路，可(kě)调

用(yòng)于过压保护電(diàn)路

用(yòng)于電(diàn)压监视器

用(yòng)于恒流源電(diàn)路

用(yòng)于可(kě)控分(fēn)流特性

需要更换齐纳二极管时使用(yòng)。

用(yòng)于太阳能(néng)应用(yòng)

用(yòng)于监视器和電(diàn)池充電(diàn)器電(diàn)路

替代的 TL431 稳压器是齐纳二极管和 TLV431、LM431 和 TS431L1 稳压器的变體(tǐ)。

因此，这完全是关于TL431 稳压器数据表的概述，其中包括 – 定义、规格、引脚配置/引脚图、電(diàn)路图/如何使用(yòng)以及在哪里使用(yòng)/TL431 稳压器应用(yòng)。这里有(yǒu)一个问题要问您，“TL431 稳压器的优势是什么？“