2.7 TL431精密穩(wěn)壓源的特性與選用

TL431是由美國(guó)德州儀器（TI）公司和摩托羅拉（Motorola）公司聯(lián)合生產(chǎn)的，為2.50～36V可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓源，廣泛用于開關(guān)電源、電子儀器和各種檢測(cè)儀表中。在電子電路中，TL431可以用來(lái)設(shè)計(jì)延時(shí)電路、電壓比較器、精密恒流源、大電流穩(wěn)壓源等；在開關(guān)電源中，可構(gòu)成外部誤差放大器，再與光耦合器組成隔離式反饋電路，使電源電壓穩(wěn)定輸出。

2.7.1 TL431的性能特點(diǎn)

TL431共有以下幾種型號(hào)：TL431C、TL431AC、TL431I、TL431M、TL431Y。它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一樣，只是技術(shù)指標(biāo)有點(diǎn)差異，其特點(diǎn)如下：

1）動(dòng)態(tài)阻抗低，典型值為0.2Ω；輸出噪聲低。

2）陰極工作電壓范圍是2.50～36V，極限值為37V；陰極工作電流IAK=1～100mA，極限值為150mA；額定功率為1W，TA＞25℃時(shí)，則按8.0mW/℃的規(guī)律遞減。

2.7.2 TL431的工作原理

TL431的基本電路接線如圖2-16所示。它相當(dāng)于一只可調(diào)節(jié)的齊納穩(wěn)壓二極管，輸出電壓由外部的R1、R2來(lái)設(shè)定，Vo=VKA=（1+R1/R2）VREF。R3是限流電阻，VREF是常態(tài)下的基準(zhǔn)穩(wěn)壓端（電壓VREF為2.5V）。圖2-17所示是TL431的等效電路，它主要由誤差放大器A、外接電阻分壓器上所得到的取樣電壓、2.50V基準(zhǔn)穩(wěn)壓源VREF、NPN型晶體管VT（用以調(diào)節(jié)負(fù)載電流）和保護(hù)二極管VD（防止A、K間極性接反，起保護(hù)作用）組成。TL431的工作原理是這樣的：當(dāng)輸出電壓Vo上升時(shí)，取樣電壓Vsample也隨之上升，使取樣電壓大于基準(zhǔn)電壓VREF，致使晶體管VT導(dǎo)通，其集電極電位下降，即輸出電壓Vo下降。

2.7.3 TL431的應(yīng)用

1．TL431能實(shí)現(xiàn)可調(diào)的輸出電壓

如圖2-18所示，將L7805三端穩(wěn)壓器接在TL431的陰極上，調(diào)節(jié)R1來(lái)改變輸出電壓。輸出電壓的大小仍用上述公式計(jì)算，最低輸出電壓Vomin=VREF+5V=2.5+5V=7.5V，最高輸出電壓是L7805的輸出電壓的最大值35V加上VREF，所以Vomax=35V+2.5V=37.5V。

2．可以制成輸出電壓為5V、電流為1.5A的精密穩(wěn)壓源

如圖2-19所示，將TL431接在LM317三端穩(wěn)壓器的調(diào)整端與地之間。LM317的靜態(tài)工作電流只有50μA，小于1mA，無(wú)法為TL431提供正常的陰極電流。在電路中加入R3后，輸出電壓Vo經(jīng)R3向TL431的陰極提供電流IKA，保證TL431正常工作。圖2-20所示是大電流并聯(lián)穩(wěn)壓電路。

2.7.4 TL431的檢測(cè)方法

利用萬(wàn)用表的電阻檔可以檢測(cè)TL431質(zhì)量的好壞。從等效電路圖知道，TL431實(shí)際上是一只二極管，因此A、K極之間呈現(xiàn)出單向?qū)щ姷奶匦浴＿x用R×1k檔，黑表筆接K極，紅表筆接A極，這時(shí)測(cè)量出的電阻為無(wú)窮大；調(diào)換表筆后測(cè)出的電阻為5kΩ左右。再用黑表筆接VREF極，紅表筆接K極，這時(shí)顯示電阻為7.5kΩ，具體見表2-15。