TL431调节器:引脚配置及其应用

1977年,德州仪器公司推出了TL431调节二极管,其工作原理与齐纳二极管。它是一个三端双极晶体管,相当于一个无磁滞损耗的理想n型晶体管。它是一个可调的并联电压调节器。TL431调节器的等效系列是ATL431、TL432、LM431、KS431、TS431和142EH19调节器。


这些调节器电路的功能相似,只是它们的尺寸、精度、布局、工作电流和速度特性不同。这是一种TO-92封装类型的8针调节器。本文通过简单电路详细介绍了TL431调节器的工作原理。

什么是TL431调节器?

TL431调节器为可调精密型分流器电压调节器通过改变连接电阻的值,可以对输出电压进行编程。因此,它被称为可编程分流调节器。除了额定电压是可编程的,几乎这种IC的工作与齐纳二极管相似。

它也被称为可调齐纳二极管。它主要用于电路提供正电压参考或负电压参考。它成本低,在隔离电源电路中常用作参考电压提供器。TL431调节器芯片如下图所示。

TL431调节器的引脚配置
TL431调节器的引脚配置

它是一个三端并联电压调节器二极管集成电路,可在To-92封装类型中使用。这个电阻调整连接至IC参考端子的分压器,将输出额定电压从2.5伏更改为36伏。工作电流范围为1 mA至100 mA,典型阻抗值为0.22欧姆。

它在较宽的工作温度范围内提供稳定的性能。在各种应用中,当需要更换齐纳二极管时使用它,因为它的工作原理几乎与齐纳二极管相似,只是输出电压可编程和可调。它广泛用于过电压和欠压监测电路,如风力发电机低电压监测电路,以及作为参考电压源的电源。

TL431调节器引脚配置/引脚图

TL431调节器是一种三端并联调节器,在汽车、军用和商用的适用温度范围内具有一定的热稳定性。TL431调节器引脚配置/引脚图如下图所示。TL431调节器二极管的原理图符号如下图所示。

PCBWay
TL431的示意图符号
TL431的示意图符号
  • Pin1(参考):它用于设置齐纳二极管的额定电压
  • Pin2(阳极):它是等效齐纳二极管的阳极端子
  • Pin3(阴极):它是等效齐纳二极管的阴极端子。

TL431规范

这个TL431规范或技术特征如下,

  • 这是一个齐纳二极管,可编程
  • 输出电压范围为2.5 v ~ 36 v
  • 输出电压公差为+-4%
  • 输出电流或汇电流的范围为1 mA至100 mA
  • 输出阻抗将为0.22欧姆
  • 3针TL431有To-92封装类型。8针TL431有SOIC和PDIP封装。
  • 工作温度范围:-40℃~ 125℃
  • 输出噪声低。
  • 典型温度漂移:6 mV(C温度)和14 mV(I温度、Q温度)
  • 在25°C时,参考电压公差为1% (A级),0.5% (B级),2%(标准级)
  • 它的成本很低。

电路图/使用方法

TL431调节器的电路图集成电路如下图所示。

TL431调节器电路图
TL431调节器电路图

从上面的电路图中,我们可以看出NPN晶体管从非反相端子上具有2.5伏精确参考电压额定值的运算放大器偏置。晶体管的集电极端子连接到TL431 IC的阴极端子,晶体管的发射极端子连接到TL431 IC的阳极端子。


现在考虑TL431稳压器IC作为一个比较器工作。比较器的一侧将有2.5伏的精确电压,另一侧是借助参考端子设置的。此功能主要适用于开关电源因为TL431稳压器IC可以将获得的输出电压与期望的输出电压进行比较,并通过提供反馈路径来控制开关的频率。为了隔离高电压部分,光耦合器通常使用这种电路设置。

现在让我们学习一些使用主要电子元件TL431调节器的基本和简单电路。

精密参考电压电路

使用TL431稳压器的精度基准电压电路电路图如下图所示。它提供了更好的温度稳定性和巨大的输出电流。为避免自激,连接电容性负载时应仔细考虑CL值。

精密电压基准电路
精密电压基准电路

可调稳压电源

输出电压Vo可调范围在2.6伏到36伏之间。

输出电压Vo的表达式为:

Vo = Vref (1+R1/R2)

因为Vref设置为2.5伏特

电路可承受的电压与(Vo Vi)有关。如果存在较大的电压差,则电阻器消耗的功率增加。使用该调节二极管的可调节稳压电源的电路图如下所示。

可调稳压电源
可调稳压电源

电压比较器

在这种应用中,Vref = 2.5伏特的电压被有效地利用了。TL431稳压二极管的小内阻有助于非常容易和有效地跟踪输入和输出波形。使用TL431稳压二极管的电压比较器电路图如下图所示。

电压比较器电路图
电压比较器电路图

电压监测器

利用该稳压器的传递特性设计了一种实用的电压监测器。在上下限电压下,LED电源、上下限电压分别为(1+R1/R2)和(1+R3/R4)。下面的电路图说明了使用TL431稳压二极管的电压监视器。

电压监测电路
电压监测电路

过压保护电路

当输入电压Vi超过一定电压时,稳压器开始触发。此时,晶闸管接通,产生大的瞬时电流。这有助于烧断保险丝和保护后方电路。在保护点,电压为(1+R1/R2)Vref。使用TL431进行过压保护的电路图如下所示。

过电压保护电路
过电压保护电路

TL431调节剂在何处使用/应用

这个TL431调节器的应用下面列出。

  • 用于开关电源(SMPS)
  • 它用于隔离电源电路中。
  • 用于集成基准电压比较器
  • 用于电流调节电路。
  • 用于精密参考电压源电路
  • 用于稳压电源电路,可调
  • 用于过电压保护电路
  • 用于电压监测器
  • 用于恒流源电路
  • 用于可控分流特性
  • 用于需要更换齐纳二极管时。
  • 用于太阳能应用
  • 用于显示器和电池充电器电路

替代TL431监管机构是齐纳二极管和TLV431、LM431和TS431L1调节器的变体。

因此,这是所有关于TL431调节阀数据表其中包括–定义、规格、引脚配置/引脚图、电路图/如何使用以及在何处使用/TL431调节器应用。这里有一个问题要问你,“TL431调节器的优点是什么?”

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