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每周了解几个硬件知识+TL431搭建的过压保护电路知识分享3

工程师
2025-01-06 18:53:58     打赏

一个关于431的问题,431输出电压是多少,电路图如下:

TL431的输出电压

TL431是由美国德州仪器公司(TI)和Motorola公司生产的2.5V~36V可调精密并联稳压器。


其输出电压Vout可以通过以下公式进行计算:

Vout = (1 + R1/R2) × Vref,Vref是TL431的内部基准电压,通常为2.5V;R1和R2是外部连接的两个电阻。通过调整R1和R2的阻值,可以得到从2.5V到36V范围内的任意输出电压。


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公式是用于计算431稳压器输出电压的常用方法。根据给出的公式和参数,可以得出输出电压VDDA大约为3V的结论。


公式:VDDA ≈ Vref × (1 + R2/R1)

其中:

VDDA 是稳压器的输出电压。

Vref 是稳压器的内部基准电压,对于TL431等常见型号,其典型值为2.495V(范围可能在2.445V至2.545V之间)。

R1 和 R2 是外部连接的两个分压电阻。在您的例子中,R1为10kΩ,R2为2kΩ。

将已知数值代入公式:

VDDA ≈ 2.495V × (1 + 2kΩ/10kΩ)

VDDA ≈ 2.495V × 1.2

VDDA ≈ 2.994V ≈ 3V(四舍五入到小数点后一位)

Iref(参考电流)被忽略了,因为在实际应用中,当R1和R2的阻值选择合适时,Iref对输出电压的影响通常很小,可以忽略不计。


根据数据手册提供的图:

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由于原理图中431的输出电容C18和C19的容值有点不太好,所以格外注意一下TL431的输出电容的选择问题,因为TL431的输出电容容值这个参数也很重要,如果选取不对,那么很可能会导致431震荡,我没有实际遇到过,我不确定这个是不是会必现,但是可以肯定的是,如果不合适选取电容,那么是会概率出现431环路震荡,输出电压波动的情况。


输出电容的重要性

输出电容在TL431稳压器电路中起着关键作用,它可以帮助稳定输出电压,减少纹波和噪声。然而,如果电容的容值选择不当,可能会导致稳压器出现震荡现象。这种震荡可能会表现为输出电压的波动或不稳定,对电路的性能产生不良影响。

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这个的看图方法为,先看Vka,比如Vka为Vref,那么就看A曲线,然后在根据电路的电流Ika情况,选择纵轴。

比如10mA,那么就读取其10mA对应的X轴的容值,两边为稳定区,中间为非稳定区(不要选择这个区间内电容容值)。

上图,就可以读出来,如果选输出电容,那么选择要么比10nF小,要么比4.5uF大,不要选择10nF~4.5uF之间的容值。


在TL431的参考端接一可调电压源,在电源输入端和K端之间接一限流电阻和LED灯,在输出端接一万用表检测输出电压VKA大小。

测试结果表明,当R端电压源电压低于2.5V时,LED灯不亮,且输出电压VKA较大,为17.36V左右,说明VREF<2.5V时,TL431是截止的;

当R端电压源电压高于2.5V时,LED灯亮,且输出电压VKA较小,为1.9V左右,说明VREF>2.5V时,TL431是导通的,K端电压被拉低,LED灯导通发光。

并且随着VREF(2.5-2.7V)的升高,VKA是降低的,但降低不明显(1.945-1.8V变化),说明当VREF升高时,图中三极管基极电流IB增大,则集电极电流IC增大了一点点,使得限流电阻上分压也增大了一点点,则VKA的电压被拉低了一点点,三极管处于饱和或临界饱和状态。

当R输入电阻取500,R2为330电阻,R3为1K时,输出电压VKA=3.32V,调节电源电压Vin的值,输出稳压值保持不变,始终为3.32V。

调节R2,减小R3的阻值,VKA增大,且调节电源电压Vin的值,输出稳压值保持不变,符合上述分析

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除了并联稳压器应用,TL431还可以用作串联稳压器,并联扩流稳压电路,比较器,恒流源,以及开关电源的误差放大器等应用。

 

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详细原理图:

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总结:

TL431是一款由德州仪器和Motorola生产的2.5V至36V可调精密并联稳压器。其输出电压可通过外部电阻R1和R2调整,公式为Vout = (1 + R1/R2) × Vref,其中Vref为2.495V的内部基准电压。

输出电容的选择对TL431的稳定性至关重要,不合适的容值可能导致震荡。在选择电容时,应参考数据手册中的稳定区图表,避免选择非稳定区的容值。

实验测试表明,当R端电压低于2.5V时,TL431截止;高于2.5V时,导通并稳定输出电压。通过调整外部电阻,可以获得所需的输出电压。

TL431还具有多种应用,串联稳压器、并联扩流稳压电路、比较器、恒流源和开关电源的误差放大器等。在使用时,应仔细阅读数据手册,确保正确选择和配置外部元件,以获得稳定的输出电压和性能。







院士
2025-01-07 11:33:49     打赏
2楼

TL491这个器件,我在我的项目里面也常用,只是现在使用了国产芯片替代。



专家
2025-01-07 21:08:41     打赏
3楼

感谢分享


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