应用电子电路
TL431是一种电子工程师容易获得的基准稳压源,下图是利用TL431搭建的过压保护电路,具有精准的保护点的优点。
当VIN低于保护点13.8V以下时,电路输出VOUT正常,当VIN输入电压高于13.8V时,TL431阴极导通,三极管Q2基极导通,MOS管的GS极被Q2的EC极给短路,从而使MOS管关闭。
在一些场合,TL431经常会用来单独做基准电压源,如下图,而且我们经常会在阴极和阳极之间加入一个滤波电容,想起到平滑滤波的作用,此时要注意,不恰当的电容容值会造成TL431产生振荡,输出纹波不正常。在TL431的数据手册中有关于TL431稳定性的图表,如下图3.图4. 仔细看这张图,当IKA为100mA时,A曲线的不稳定区域对应的负载电容在0.03uF~4uF之间,如果此时我们选择的滤波电容正好在这个区间,TL431就很容易产生振荡,考虑到元器件的离散性和余量,正常取值应小于1nF,大于10uF,避开这个区间。分析了TL431的内部原理就会发现,它内部其实就是一个运放负反馈电路,自然就存在系统稳定性问题,关于这个问题,TI是如下解释的,负载电容的加入相当于为系统引入了一个极点,当此极点位于S平面右半边时,系统即会发生振荡。数据手册中给出的稳定性区域图是临界条件,也就是相位裕度为0的情况,实际设计时还要预留30度以上的相位裕度,以保证系统的可靠性。粗略来看,可以使用左右两侧临界区域1/10或10倍的值作为设计参考。最后一张电容使用不当,造成纹波的图为借用网友的图片。
另外TL431使用时要考虑最小阴极电流,数据手册中最小为0.4mA,实际应用中要大于1mA.如下图5,图6.
审核编辑:汤梓红
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