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TL431几种最普遍的用法

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libing
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LV8
副总工程师
  • 2010-2-18 17:33:05
TL431作为一个高性价比的常用分流式电压基准,有很广泛的用途。这里简单介绍一下TL431常见的和不常见的几种接法。
图(1)是TL431的典型接法,输出一个固定电压值,计算公式是: Vout = (R1+R2)*2.5/R2,
同时R3的数值应该满足1mA < (Vcc-Vout)/R3 < 500mA


当R1取值为0的时候,R2可以省略,这时候电路变成图(2)的形式,TL431在这里相当于一个2.5V稳压管。
利用TL431还可以组成鉴幅器,如图(3),这个电路在输入电压 Vin < (R1+R2)*2.5/R2 的时候输出Vout为高电平,反之输出接近2V的电平。需要注意的是当Vin在(R1+R2)*2.5/R2附近以微小幅度波动的时候,电路会输出不稳定的值。



TL431可以用来提升一个近地电压,并且将其反相。如图(4),输出计算公式为: Vout = ( (R1+R2)*2.5 - R1*Vin )/R2
特别的,当R1 = R2的时候,Vout = 5 - Vin。这个电路可以用来把一个接近地的电压提升到一个可以预先设定的范围内,唯一需要注意的是TL431的输出范围不是满幅的。

TL431自身有相当高的增益(我在仿真中粗略测试,有大概46db),所以可以用作放大器。
图(5)显示了一个用TL431组成的直流电压放大器,这个电路的放大倍数由R1和Rin决定,相当于运放的负反馈回路,而其静态输出电压由R1和R2决定。
这个电路的优点在于,它结构简单,精度也不错,能够提供稳定的静态特性。缺点是输入阻抗较小,Vout的摆幅有限。


图(6)是交流放大器,这个结构和直流放大器很相似,而且具有同样的优缺点。我正在尝试用这个放大器代替次级运放来放大热释红外传感器的输出信号。
libing
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LV8
副总工程师
  • 2010-2-18 17:36:51
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TL431的内部接线
上面介绍了并联式电压基准芯片TL431的使用,这里为了加深对这个器件的理解,特制作了TL431的内部接线图的schdoc,用来在protel dxp中仿真。
有兴趣的朋友可以下载模拟,看看这个电路究竟是如何工作的。这里是截图:


说明一点,这个schdoc的TL431内部结构,并不能精确输出2.5V,取而代之的是一个低于2.5V的电压,但是这个电压仍然具有相当高的稳定性。相信制造商有办法通过调整某些电路参数使输出达到2.5V。
这里是schdoc文档的压缩包

schdoc文档.rar

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xx88jj88jj88
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LV3
助理工程师
  • 2015-1-26 12:34:11
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好东西,顶一个
libing
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LV8
副总工程师
  • 2010-2-18 17:39:01
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TL431用于施密特触发器,"TL431搭建精密施密特触发器"


这个电路原理很简单,利用了TL431作为比较电压基准,构成施密特触发器,采用适当的电路参数,可以精确控制触发的阀值电压。
这个电路输出是反相的,需要正相输出的请在Vout端增加一级反相器。
简要分析:传统的使用运放的施密特触发器,利用运放的正反馈,在采取了适当的电压基准之后,对阀值的控制仍嫌不够精确,这里利用TL431的高精度,直接提供了对阀值上限的精准设定,然后利用恒流源反馈,对阀值下限也提供了相当精确的设定,并且,上限的设定完全不受下限的影响。总体来说,这个电路适合那些需要精确控制施密特触发器上限阀值的场合。
该电路的触发上限设定值为:
Vh = 2.5 * (R4+R5)/R5
下限值为:
Vl = Vh - Veb1/R3 * R4
R1为TL431提供维持电流,同时作为输出级驱动。
R2为由Q1,Q2和R3组成的简易恒流源提供偏置电流。
Vcc推荐5~12V,需要其他电压的需要调节R1和R2来获得适合的电流。
低于4V的Vcc无法使本电路正常工作。
电路的频率特性取决于使用431的频率特性,以及Q1和Q2的频率特性。
Q2的漏电流将会影响电路的精度,可以使用专用的恒流源电路,提供更精确的电流从而提升电路精度。
weishanpo
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LV3
助理工程师
  • 2011-6-15 11:09:07
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分析一下图5的工作过程!!!谢谢
雷霆万钧
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  • 2011-6-15 14:51:11
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不错,顶一下
黑色艺术
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本网技师
  • 2015-4-5 20:12:45
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gaohq
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最新回复
  • 2015-4-5 21:23:51
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这方块图看着真别扭。
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