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TL431稳压电路以及应用：一文读懂

百科   2024-12-13 11:29   广东  
这篇文章主要记录了以TL431作稳压芯片的一些电路以及应用，（附有以LM7805作稳压芯片的电路）

7805

一  引脚：1输入  2接地   3输出
最高输入电压不能超过35伏; 输出电流不能太大，1.5A 是其极限值.
7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V
7805手册：https://www.datasheet4u.com/download_new.php?id=542265
在这个电路中，使用了多个电容进行滤波
C1可以滤除高频信号
C3可以滤除低频信号
（这里在第一次搭电路的时候使用了9v 50Hz的低频交流信号，只使用了C1小电容，无法更好的滤波，导致电压表一直在4.98v位置反复横跳）
使用多个电容，是因为在实际的应用当中，会出现无法清楚所接信号是高频，或者低频，
C2和C4则可以防止由于元件内部或者电路带来的干扰是的信号不稳，
这样可以稳定的输出5v直流电压

TL431

可控精密稳压源
概述图：

TL431常用电路符号

  • 阴极K 通常串联一个限流电阻连接电源的正极
  • 阳极A 通常直接连接电源负极
  • R为431的参考极，可以理解为TL431的控制极，通过参考极和外部电阻的设置就可以方便的实现2.5-36伏可调的稳压值，TL341是一种并联稳压的集成电路通过稳压电路动态释放电流来达到稳压的目的，当输出电压高于目标电压值时并联的稳压电路就导通，释放电流拉低输出电压
  • 当输出电压等于目标电压值时并联的稳压电路变为截止状态，保持输出电压，

    • 内部电路

    TL431的内部等效结构电路
    这里的阴阳极是指Tl31的阴极K和阳极A
    如图，运放的反相端连接的是2.5v的参考电压源，运放的同相端，是431的参考极R
    阴极连接电源正极，阳极连接电源负极
  • 参考极电压小于2.5v

    • 当运放的同相端也就是431的参考极R的电压小于2.5v，运放的同相端电压小于运放的反向端电压，运放输出低电平，三极管基极无电流，三极管集电极和发射极截止，二极管也是反相截止的，这是431的阴极和阳极截止，431不起作用，输出的电压等于电源输入电压
  • 参考电压高于2.5v
    • 当运放的同相端也就是431的参 考极R的电压大于2.5v，运放的同相端电压大于运放的反向端电压，运放输出高电平，三级管基极高电平，三极管集电极和发射极导通，431的阴极和阳极导通，相当于短路，所以要在阴极K和电源正极之间接上限流电阻，否则有可能烧毁431

    实验电路

    等效电路
  • 当参考极的电压小于2.5v，431是截止的，发光二极管不会亮
    • 、
    上图仿真采用了2.4v的参考电压
  • 当参考极 的电压大于2.5v，与阴极和阳极串联的发光二极管就会被点亮，这时431的阴极和阳极导通，也拉低了两端的电压
    • 上图采用了2.6v参考 电压，同时也可以明显看到TL431两端的电压被拉低
    以上为验证电431内部等效电路结构，无法呈现稳压功能输出的电压由431内部的阴极和阳极的内阻和电流决定
    稳压电路
    431只有拉低电压的能力，没有升压的能力，所以电源输入(Vcc)的电压要≥2.5v
    原理：
    大家注意K点的电压，这里我们用的Vcc是10v，K点的电压是大于2.5v的，那么当K点电压大于2.5v，参考极R的电压大于2.5v，阴极K和阳极A会导通，从而迅速拉低K点的电压，而当K点电压低于2.5v的时候，阴极K和阳极A则截止，K点电压又会升高，这样循环往复，K点的电压就被动态稳定在了2.5v（图上是2.49）
    可调稳压电路
    V_{out} = 2.5* (1 + \frac {R_3} {R_5})
    原理：
    我们暂且用这个图来展示
    需要注意的是，Vin需要足够大，至少要保证参考极电压大于2.5v，这样根据前边的推导，当参考极电压大于2.5v三极管导通，迅速拉低阴极K的电压，致参考极电压低于2.5v，三极管截止，所以参考极电压R的电压稳定在2.5v,而参考极R来连接的是运放的同相输入端，由于虚断，参考极无电流，所以由I1 = I2，由上图的公式推导得出Vout的输出公式
    V_{out} = 2.5* (1 + \frac {R_3} {R_5})
    最后附上一张TL431的稳压电路图，可类比前边的LM7805

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