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TL431 穩(wěn)壓器：引腳配置及其應(yīng)用
TL431 穩(wěn)壓器：引腳配置及其應(yīng)用
1977年德州儀器推出TL431穩(wěn)壓二極管，其工作原理與齊納二極管類似。它是一個 3 端雙極晶體管，相當(dāng)于一個理想的 n 型晶體管，沒有滯后損耗。它是一個并聯(lián)穩(wěn)壓器，可調(diào)。TL431穩(wěn)壓器的等效系列有ATL431、TL432、LM431、KS431、TS431和142EH19穩(wěn)壓器。
這些穩(wěn)壓電路的功能相似，只是它們的尺寸、精度、布局、工作電流和速度特性不同。它是一款采用 TO-92 封裝類型的 8 引腳穩(wěn)壓器。本文通過簡單的電路提供了有關(guān) TL431 穩(wěn)壓器工作的所有詳細(xì)信息。
什么是 TL431 穩(wěn)壓器？
TL431 穩(wěn)壓器是一款可調(diào)精密型并聯(lián)穩(wěn)壓器IC。通過改變連接電阻的值，可以對輸出電壓進(jìn)行編程。因此，它被稱為可編程并聯(lián)穩(wěn)壓器。除了額定電壓可編程外，該 IC 的工作原理幾乎與齊納二極管相似。
它也稱為可調(diào)齊納二極管。它主要用于電路中提供正電壓參考或負(fù)電壓參考。其成本低，通常用作隔離電源電路中的參考電壓提供器。TL431穩(wěn)壓芯片如下圖所示。
TL431穩(wěn)壓器的引腳配置
它是一種三端并聯(lián)穩(wěn)壓二極管集成電路，采用 To-92 封裝類型。調(diào)整連接到 IC 參考端的電阻分壓器，將輸出電壓額定值從 2.5 伏更改為 36 伏。工作電流范圍為 1 mA 至 100 mA，典型阻抗值為 0.22 歐姆。
它在很寬的工作溫度范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的性能。在各種應(yīng)用中，它在需要更換齊納二極管時使用，因為它的工作原理幾乎與齊納二極管相似，只是輸出電壓可編程和可調(diào)。廣泛應(yīng)用于過壓和欠壓監(jiān)測電路、窗口電壓監(jiān)測電路、電源作為參考電壓源。
TL431 穩(wěn)壓器引腳配置/引腳圖
TL431 穩(wěn)壓器是一種三端并聯(lián)穩(wěn)壓器，在汽車、軍事和商業(yè)的適用溫度范圍內(nèi)具有一定的熱穩(wěn)定性。TL431 穩(wěn)壓器引腳配置/引腳圖如下圖所示。TL431穩(wěn)壓二極管的原理圖符號如下圖所示。
TL431 示意圖
Pin1（參考）：用于設(shè)置齊納二極管的額定電壓
Pin2（Anode）：是等效齊納二極管的陽極端
Pin3（Cathode）：是等效齊納二極管的陰極端。
TL431 規(guī)格
該TL431規(guī)格或技術(shù)特點有：
它是一個齊納二極管，可編程
輸出電壓范圍為 2.5 伏至 36 伏
輸出電壓容差為 +-4%
輸出電流或灌電流范圍為 1 mA 至 100 mA
輸出阻抗為 0.22 歐姆
3 引腳 TL431 采用 To-92 封裝類型。8 引腳 TL431 采用 SOIC 和 PDIP 封裝。
工作溫度范圍為 -40°C 至 125°C
輸出噪聲低。
典型溫度漂移：6 mV (C temp) 和 14 mV (I Temp, Q temp)
在 25°C 時，參考電壓容差為 1%（A 級）、0.5%（B 級）、2%（標(biāo)準(zhǔn)級）
它的成本非常低。
電路圖/如何使用
TL431穩(wěn)壓集成電路的電路圖如下圖所示。
TL431穩(wěn)壓器電路圖
從上面的電路圖中，我們觀察到NPN 晶體管從同相端子上具有 2.5 伏精確參考電壓額定值的運算放大器偏置。晶體管的集電極連接到 TL431 IC 的陰極端子，晶體管的發(fā)射極端連接到 TL431 IC 的陽極端子。
現(xiàn)在考慮 TL431 穩(wěn)壓器 IC 用作比較器。比較器的一側(cè)將具有 2.5 伏的精確電壓，而另一側(cè)則在參考端子的幫助下進(jìn)行設(shè)置。此功能主要適用于SMPS（開關(guān)模式電源），因為 TL431 穩(wěn)壓器 IC 可以將獲得的輸出電壓與所需的輸出電壓進(jìn)行比較，并通過提供反饋路徑來控制開關(guān)頻率。為了隔離高壓部分，光耦合器通常與此電路設(shè)置一起使用。
現(xiàn)在讓我們學(xué)習(xí)一些使用主要電子元件TL431穩(wěn)壓器的基本和簡單的電路。
精密參考電壓電路
使用TL431穩(wěn)壓器的精密參考電壓電路的電路圖如下所示。它提供更好的溫度穩(wěn)定性和巨大的輸出電流。為避免自激，在連接到容性負(fù)載時應(yīng)仔細(xì)考慮 CL 的值。
精密電壓基準(zhǔn)電路
可調(diào)穩(wěn)壓電源
輸出電壓 Vo 的可調(diào)范圍在 2.6 伏和 36 伏之間。
輸出電壓 Vo 的表達(dá)式寫為，
Vo = Vref (1+R1/R2)
因為 Vref 設(shè)置為 2.5 伏
電路所能承受的電壓與（Vo-Vi）有關(guān)。如果電壓差很大，那么電阻消耗的功率就會增加。使用該穩(wěn)壓二極管的可調(diào)穩(wěn)壓電源的電路圖如下所示。
可調(diào)穩(wěn)壓電源
電壓比較器
在此應(yīng)用中，有效地使用了電壓 Vref = 2.5 伏特。TL431 穩(wěn)壓二極管中存在的小內(nèi)阻有助于非常輕松有效地跟蹤輸入和輸出波形。使用TL431穩(wěn)壓二極管的電壓比較器電路圖如下圖所示。
電壓比較器電路圖
電壓監(jiān)視器
利用穩(wěn)壓器的傳遞特性來實際設(shè)計電壓監(jiān)控器。在電壓上限和下限時，LED 功率、上電壓和下電壓分別為 (1+R1/R2) 和 (1+R3/R4)。下面的電路圖說明了使用 TL431 穩(wěn)壓二極管的電壓監(jiān)視器。
電壓監(jiān)控電路
過壓保護(hù)電路
當(dāng)輸入電壓 Vi 超過一定電壓時，穩(wěn)壓器開始觸發(fā)。此時晶閘管導(dǎo)通，產(chǎn)生很大的瞬時電流。這有助于熔斷保險絲并保護(hù)后電路。在保護(hù)點，電壓將為 (1+R1/R2)Vref。使用 TL431 進(jìn)行過壓保護(hù)的電路圖如下所示。
過壓保護(hù)電路
TL431 穩(wěn)壓器的使用/應(yīng)用
下面列出了 TL431 穩(wěn)壓器的應(yīng)用。
它用于 SMPS（開關(guān)模式電源）
用于隔離電源電路中。
用于具有集成基準(zhǔn)的電壓比較器
用于電流調(diào)節(jié)電路。
用于精密參考電壓源電路
用于穩(wěn)壓電源電路，可調(diào)
用于過壓保護(hù)電路
用于電壓監(jiān)視器
用于恒流源電路
用于可控分流特性
需要更換齊納二極管時使用。
用于太陽能應(yīng)用
用于監(jiān)視器和電池充電器電路
替代的 TL431 穩(wěn)壓器是齊納二極管和 TLV431、LM431 和 TS431L1 穩(wěn)壓器的變體。
因此，這完全是關(guān)于TL431 穩(wěn)壓器數(shù)據(jù)表的概述，其中包括 – 定義、規(guī)格、引腳配置/引腳圖、電路圖/如何使用以及在哪里使用/TL431 穩(wěn)壓器應(yīng)用。這里有一個問題要問您，“TL431 穩(wěn)壓器的優(yōu)勢是什么？“