TL431芯片的基本使用

TL431是一款高性價(jià)比的常用分流式電壓基準(zhǔn)，有很廣泛的用途。通俗的說就是用來生成一個(gè)非常穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓源，例如在使用AD進(jìn)行電壓采集的時(shí)候，如果參考電壓不夠穩(wěn)定，收到電網(wǎng)的干擾，就會(huì)導(dǎo)致測量的結(jié)果有誤差，這時(shí)候就需要一個(gè)很穩(wěn)定的參考電壓源。市面上有很多類似的電壓基準(zhǔn)芯片，但是TL431的性價(jià)比很高，所以使用的很廣泛。

TL431的數(shù)據(jù)手冊(cè)在alldatesheet上有，芯片有3個(gè)主要的管腳：CATHODE（負(fù)極），ANODE（正極），REF（參考電壓）。TL431有很多應(yīng)用場景，我只用到作為參考電壓源的用法。

如下圖所示是我的一個(gè)PT100溫度電阻檢測電路：

其中左半部分是信號(hào)發(fā)生部分，右半部分是信號(hào)放大電路，只看左邊的部分。電路中電壓、電流、電阻都有明確的標(biāo)注。通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器來改變Ra和Rb的阻值以達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的，TL431的輸出電壓計(jì)算公式為：

Vout = （Ra+Rb）*Vref/Rb （其中Vref是TL431內(nèi)部基準(zhǔn)電壓2.5V）

規(guī)定Rc的數(shù)值應(yīng)該滿足：

1mA 《 （Vcc-Vout）/Rc 《 500mA（這個(gè)500mA的值我沒在數(shù)據(jù)手冊(cè)上找到）

當(dāng)沒有負(fù)載時(shí)，也就是Rd為正無窮大的時(shí)候，Ib近似為0mA，Ia一定大于Ib，只要Ia大于1mA就能通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到預(yù)期的電壓值。這時(shí)候加上負(fù)載的話Ib增大，如果Rc的阻值過大會(huì)導(dǎo)致Ia 《 Ib，這是不對(duì)滴，這時(shí)候輸出電壓就會(huì)降低，無法輸出正確的期望電壓。這時(shí)候就要通過計(jì)算來得出Rc電阻的合理取值。

根據(jù)電工知識(shí)我們知道，Ia=Ib+Ic+Id，Id為固定值且較小，可以忽略，那么Ia=Ib+Ic，所以Ia》Ib，而Ib=Vout/Rd，Ia=（Vcc-Vout）/Rc，那么（Vcc-Vout）/Rc 》 Vout/Rd，Rc的取值要根據(jù)這個(gè)式子來。例如Rd取1000Ω，Vout取4.096V，那么Ib≈4mA，那么Ia》（Vcc-Vout）/Rc，即Rc》（Vcc-Vout）/Ia，Rc《（5-4.096）/4mA=226Ω，取一個(gè)略小于226歐姆的標(biāo)準(zhǔn)電阻即可，但是不能太小，因?yàn)镮c的范圍是1mA~100mA，如果Rc取5歐，那么Ia=（5-4.096）/5=180.8mA，但是這時(shí)候Ib的電流只有10mA以下，而Ic=Ia-Ib=170mA左右，這就超過了芯片cathode管腳的Sink-Current的范圍1~100mA，是不允許的！如果這個(gè)VREF還在其他地方用上了，那么電流Ib的值就是各部分電流的總和了。

tl432與tl431有什么不同

它們均是可控精密穩(wěn)壓源。都是可調(diào)節(jié)電壓值的三端穩(wěn)壓器，整個(gè)系列的分A類和B類。主要是電壓范圍有區(qū)別：

TL432基準(zhǔn)電壓是1.25v。

TL431A：精度典型值的＋/－1％，電壓最小值2.475V，最大值2.525V，典型值2.495V。

TL431：精度典型值的＋/－2％，電壓最小值2.445V，最大值2.545V，典型值2.495V。其它指標(biāo)都一樣，引腳也兼容。

穩(wěn)壓電路是指在輸入電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度、電路參數(shù)等發(fā)生變化時(shí)仍能保持輸出電壓恒定的電路。這種電路能提供穩(wěn)定的直流電源，廣為各種電子設(shè)備所采用。

穩(wěn)壓電源的分類方法繁多，按輸出電源的類型分有直流穩(wěn)壓電源和交流穩(wěn)壓電源；按穩(wěn)壓電路與負(fù)載的連接方式分有串聯(lián)穩(wěn)壓電源和并聯(lián)穩(wěn)壓電源；按調(diào)整管的工作狀態(tài)分有線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源；按電路類型分有簡單穩(wěn)壓電源和反饋型穩(wěn)壓電源，等等。

如此繁多的分類方式往往讓初學(xué)者摸不著頭腦，不知道從哪里入手。其實(shí)應(yīng)該說這些看似繁多的分類方法之間有著一定的層次關(guān)系，只要理清了這個(gè)層次自然可以分清楚電源的種類了。