模拟信号链电路——基于TL431的电压基准电路

参考教程https://www.bilibili.com/video/BV1Ui421h7m9/?spm_id_from333.1387.favlist.content.click一、TL431介绍1、TL431工作原理1TL431是比较经典的基准电压源芯片其内部的原理简化图如下左图所示实际原理图会复杂得多它在电路中的符号与稳压二极管类似阴极和阳极在符号上的定义是一致的而TL431在旁侧会多一个参考电压的引脚。2TL431的应用电路如下右图所示参考引脚和阴极相接并串接一个电阻与电源输入端相连。①初始状态可认为输入电压等于VREF2.5V当VREF大于电压基准时三极管基级电压为高电平三极管导通阴极与阳极短路VREF受GND影响将会下降。②当VREF小于电压基准时三极管基级电压为低电平三极管关断VREF受输入电压影响将会上升。③以此往复最终VREF会在电压基准附近小幅度反复横跳趋于稳定不过这个过程完全由模拟电路实现所以稳定下来是非常快的。3对TL431的应用电路做修改可以输出2.5V以外的电压如下图所示主要思路为串联电阻分压其中IREF一般很小可以忽略。需要注意的是按照此种接法只能输出2.5V及以上的电压且受限于芯片能力最大只能输出36V的电压。2、TL431的型号与参数对应关系二、TL431常用电路1、2.5V电压基准电路1下图所示的是2.5V电压基准电路的原理图。TL431的Ref和阴极连接直接作为2.5V电压基准源在VOUT输出。2在使用的过程中只需要根据实际的输入电压和灌电流计算电阻R1的阻值保证灌电流在1mA至100mA之间电源电压小于36V即可。3在实际应用中电压基准往往还要作为电源使用因此它也属于电源管理电路的分类输出电流会更大仅仅依靠TL431无法满足需求。2、5V电压基准电路1下图所示的是5V电压基准电路的原理图。①TL431的输出是达林顿管结构在其输出级并联一个大功率三极管Q11即可提高输出电流上限但三极管的选型需要特别注意必须考虑功耗、散热等因素。②输出电压可通过调整电阻R15和R16的阻值进行调节。2在使用的过程中需要保证电阻R14能够向TL431提供大于1mA的阴极电流满足三极管Q11输出最大电流时所需要的基极电流。3、TL431延时启动电路1下图所示的是TL431延时启动电路的原理图。①当开关SW1闭合时TL431的Ref引脚电平被拉低至GNDTL431关断LED1不被点亮。②当开关SW2开通时12V电源对电容C5充电当C5两端电压大于2.495V时TL431导通LED1被点亮。2开关SW2开通时电容C5的充电时间就是延时启动时间通过调节电阻RP2的阻值或电容C5的容值可调整延时启动时间三、分立元件搭建电压基准电路TL431内部设定的基准电压源为2.5V因此无法实现小于2.5V的电压基准输出但可以使用分立元件搭建电压基准电路通过设定电路参数实现小于2.5V的电压基准输出如下图所示