TI的TL431反馈应用详解

　　TL431简介

　　德州仪器公司（TI）生产的TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref（2.5V）到36V范围内的任何值（如图2）。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中可以用它代替齐纳二极管。例如，数字电压表，运放电路、可调压电源，开关电源等等。

　　tl431参数

　　三端可调分流基准源

　　可编程输出电压：2.495V~36V

　　电压参考误差：±0.4% ，典型值@25℃（TL431B）

　　低动态输出阻抗：0.22Ω（典型值）

　　温度补偿操作全额定工作温度范围

　　负载电流1.0毫安--100毫安。

　　全温度范围内温度特性平坦，典型值为50 ppm/℃，

　　最大输入电压为37V

　　最大工作电流150mA

　　内基准电压为2.495V（25°C）

　　tl431特点

　　1. 输出电压最高到 40V2.2、动态输出阻抗低，典型值为 0.2Ω

　　3. 阴极电流能力为 0.1mA~100mA

　　4. 全温度范围内温度特性平坦，典型值为 50ppm/℃

　　5. 噪声输出电压低

　　6. 快速开态响应

　　7. ESD 电压为 2000V

　　输出电压计算公式：UO=2.5*{1+（R1/R2）}

　　TL431器件符号

　　上图是该器件的符号。3个引脚分别为：阴极（CATHODE）、阳极（ANODE）和参考端（REF）。

　　TL431的具体功能可以用如下图的功能模块示意。

　　由图可以看到，VI是一个内部2.5V的基准源，接在运放的反相输入端。由运放的特性可知，只有当REF端（同相端）的电压非常接近VI（2.5V）时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF端电压的微小变化，通过三极管的电流将从1到100mA变化。当然，该图绝不是TL431的实际内部结构，所以不能简单地用这种组合来代替它。但如果在设计、分析应用TL431的电路时，这个模块图对开启思路，理解电路都是很有帮助的，本文的一些分析也将基于此模块而展开。

　　TL431应用电路

　　前面提到TL431的内部含有一个2.5V的基准电压，所以当在REF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2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Vo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VI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。需要注意的是，在选择电阻时必须保证TL431工作的必要条件，就是通过阴极的电流要大于1 mA。

　　当然，这个电路并不太实用，但它很清晰地展示了该器件的工作原理在应用中的方法。将这个电路稍加改动，就可以得到在很多实用的电源电路，如图3，4。

　　下面就推选 一个用该器件为传感器电桥提供恒定偏流的电路

　　这是一个已连成桥路的硅压传感器的前级处理电路。Vref/R2的值应设为电桥工作所必要的恒定电流，该电流值通常会由传感器制造商提供。流经TL431阴极的电流由R1和电源电压Vs决定，在运用 中通常让它等于桥路电流，但必须要留心大于1mA。

　　由于TL431特别易于实现恒压或恒流，并且有很好的温度稳定性，因此很适合于仪表电路、传感器电路等设计运用 。在此方面的运用 例子许多，设计原理并不庞杂，本文不再一一推选 。