開關(guān)電源中TL431的運(yùn)行原理及典型應(yīng)用
在早期的開關(guān)電源當(dāng)中，組成取樣的工作主要由三極管和二極管來(lái)完成。但是由于它們?cè)趨?shù)上差別比較大，會(huì)為調(diào)試造成一定的阻礙。現(xiàn)如今，隨著技術(shù)的進(jìn)步，開關(guān)電源逐漸放棄了老舊的三極管和二極管，轉(zhuǎn)而采用三端精密穩(wěn)壓源來(lái)進(jìn)行取樣和誤差檢測(cè)。而三端精密穩(wěn)壓源當(dāng)中的經(jīng)典，就非TL431莫屬了。
在三端精密穩(wěn)壓器內(nèi)部有溫度補(bǔ)償?shù)母呔炔⒙?lián)放大器，其內(nèi)部基準(zhǔn)電壓精度非常高，所有產(chǎn)品的典型值均為2.495V，而其誤差電壓范圍允許為2.44~2.55V，允許工作溫度范圍用尾綴字母表示，C為-10~85攝氏度，I為-40~85攝氏度，M為-55~125攝氏度。所以，無(wú)論是精度還是穩(wěn)定度均非普通穩(wěn)壓二極管所能達(dá)到的。
在使用TL431進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，我們要注意，為了讓TL431內(nèi)部的放大器處于線性區(qū)，要讓Uka=Uref。Ika大于1mA，內(nèi)部放大器的電壓小于37V，其最大功耗為500mW~1W。一般開關(guān)電源中的誤差放大器，功耗是不可能達(dá)到500mW的。TL431的用法很多，如果將R端與K端連接，即等效一只2.5V/100mA的高精度穩(wěn)壓二極管。另外，TL431還可以組成2.5V~36V的可調(diào)并聯(lián)穩(wěn)壓電源。由TL431組成的取樣電路，由于其內(nèi)部比較器具有極高的增益，在使放大器動(dòng)作時(shí)，取樣電路僅需輸入4微安以下的電流即可，因此對(duì)取樣分壓器的影響極小。
TL431在開關(guān)電源當(dāng)中取樣和誤差放大的典型應(yīng)用電路圖如上圖所示。開關(guān)電源輸出電壓Uo由R1、R2分壓，正常時(shí)得到2.5V的取樣電壓，送到TL431的控制端R。因?yàn)镽端電流極小，可以忽略，因而R1、R2的取值可以按輸出電源Uo與2.5V之比選取，即Uo=2.5*(1+R1/R2)。當(dāng)Uo上升時(shí)，R端電壓升高，Ika增大，光耦合器發(fā)光二極管電流也增大，通過(guò)光耦合器次級(jí)控制開關(guān)脈沖的脈寬減小，輸出電壓降低，起到了穩(wěn)定輸出電壓的作用。 TL431和光電耦合器的工作電壓為Ui，一般取自開關(guān)電源5~12V穩(wěn)壓電源，R3則限制TL431的電流Ika，使光電耦合器工作在線性區(qū)內(nèi)。由于TL431的比較器和放大器增益都較高，使用中常在K-R極之間接入RC電路，以防止寄生振蕩。
在我們想要對(duì)TL431的電路進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使用傳統(tǒng)的電阻法是無(wú)法準(zhǔn)確判斷出好壞的。因?yàn)槿司芊�(wěn)壓器為集成電路，等效電路只是示意其內(nèi)部功能，實(shí)際內(nèi)部電路較為復(fù)雜。當(dāng)開關(guān)電源出現(xiàn)失控或無(wú)輸出電壓故障時(shí)，如果懷疑取樣誤差放大器發(fā)生故障，可根據(jù)上圖中的電路檢測(cè)TL431。Ui選擇小于35V的直流電壓，R1將電路短路電流限制在100mA以內(nèi)，R2、R3為控制極供電調(diào)整，選擇R3/R2+R3大于或等于2.5。當(dāng)調(diào)整R3時(shí)，Uo能在2.5V~Ui之間均勻變化，則判斷三端精密穩(wěn)壓器TL431完全正常。
本篇文章主要對(duì)TL431在開關(guān)電源當(dāng)中的應(yīng)用和電路運(yùn)行原理進(jìn)行了介紹，并對(duì)典型電路進(jìn)行了分析，并給出了TL431電路的檢測(cè)方法。希望大家通過(guò)這篇文章能夠進(jìn)一步了解TL431在開關(guān)電源當(dāng)中的使用。
在三端精密穩(wěn)壓器內(nèi)部有溫度補(bǔ)償?shù)母呔炔⒙?lián)放大器，其內(nèi)部基準(zhǔn)電壓精度非常高，所有產(chǎn)品的典型值均為2.495V，而其誤差電壓范圍允許為2.44~2.55V，允許工作溫度范圍用尾綴字母表示，C為-10~85攝氏度，I為-40~85攝氏度，M為-55~125攝氏度。所以，無(wú)論是精度還是穩(wěn)定度均非普通穩(wěn)壓二極管所能達(dá)到的。
在使用TL431進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，我們要注意，為了讓TL431內(nèi)部的放大器處于線性區(qū)，要讓Uka=Uref。Ika大于1mA，內(nèi)部放大器的電壓小于37V，其最大功耗為500mW~1W。一般開關(guān)電源中的誤差放大器，功耗是不可能達(dá)到500mW的。TL431的用法很多，如果將R端與K端連接，即等效一只2.5V/100mA的高精度穩(wěn)壓二極管。另外，TL431還可以組成2.5V~36V的可調(diào)并聯(lián)穩(wěn)壓電源。由TL431組成的取樣電路，由于其內(nèi)部比較器具有極高的增益，在使放大器動(dòng)作時(shí)，取樣電路僅需輸入4微安以下的電流即可，因此對(duì)取樣分壓器的影響極小。
TL431在開關(guān)電源當(dāng)中取樣和誤差放大的典型應(yīng)用電路圖如上圖所示。開關(guān)電源輸出電壓Uo由R1、R2分壓，正常時(shí)得到2.5V的取樣電壓，送到TL431的控制端R。因?yàn)镽端電流極小，可以忽略，因而R1、R2的取值可以按輸出電源Uo與2.5V之比選取，即Uo=2.5*(1+R1/R2)。當(dāng)Uo上升時(shí)，R端電壓升高，Ika增大，光耦合器發(fā)光二極管電流也增大，通過(guò)光耦合器次級(jí)控制開關(guān)脈沖的脈寬減小，輸出電壓降低，起到了穩(wěn)定輸出電壓的作用。 TL431和光電耦合器的工作電壓為Ui，一般取自開關(guān)電源5~12V穩(wěn)壓電源，R3則限制TL431的電流Ika，使光電耦合器工作在線性區(qū)內(nèi)。由于TL431的比較器和放大器增益都較高，使用中常在K-R極之間接入RC電路，以防止寄生振蕩。
在我們想要對(duì)TL431的電路進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使用傳統(tǒng)的電阻法是無(wú)法準(zhǔn)確判斷出好壞的。因?yàn)槿司芊�(wěn)壓器為集成電路，等效電路只是示意其內(nèi)部功能，實(shí)際內(nèi)部電路較為復(fù)雜。當(dāng)開關(guān)電源出現(xiàn)失控或無(wú)輸出電壓故障時(shí)，如果懷疑取樣誤差放大器發(fā)生故障，可根據(jù)上圖中的電路檢測(cè)TL431。Ui選擇小于35V的直流電壓，R1將電路短路電流限制在100mA以內(nèi)，R2、R3為控制極供電調(diào)整，選擇R3/R2+R3大于或等于2.5。當(dāng)調(diào)整R3時(shí)，Uo能在2.5V~Ui之間均勻變化，則判斷三端精密穩(wěn)壓器TL431完全正常。
本篇文章主要對(duì)TL431在開關(guān)電源當(dāng)中的應(yīng)用和電路運(yùn)行原理進(jìn)行了介紹，并對(duì)典型電路進(jìn)行了分析，并給出了TL431電路的檢測(cè)方法。希望大家通過(guò)這篇文章能夠進(jìn)一步了解TL431在開關(guān)電源當(dāng)中的使用。
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