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TL431工作原理

大家好 ,我想請教下TL431的工作原理。

TL431是怎樣實現穩壓的?我看了很多資料都說是利用分流實現的。也有說是通過調整里面的調整管的集射極電壓來調整?但還是一頭霧水,請各位高手不吝賜教!最好是有詳細點的解析!謝謝!

 

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cheng111
LV.11
2
2010-09-01 18:25

有看TL431的內部電路圖不?

應該是電壓比較,改變輸出電平來實現

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hugolam
LV.5
3
2010-09-01 19:13
@cheng111
有看TL431的內部電路圖不?應該是電壓比較,改變輸出電平來實現
你的意思是說通過調整三極管的集射電壓(也就說TL431的 KA兩端的電壓)來實現穩壓是嗎?
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2010-09-01 19:48
@hugolam
你的意思是說通過調整三極管的集射電壓(也就說TL431的KA兩端的電壓)來實現穩壓是嗎?

 

看這個圖紙,431內部其實不是這樣子的,只是為了便于理解

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hugolam
LV.5
5
2010-09-01 20:28
@心中有冰
[圖片] 看這個圖紙,431內部其實不是這樣子的,只是為了便于理解

如果參考端反饋回來的電壓比2.5V基準大很多,那三極管會有什么樣的現象發生呢?是KA端電壓變得很大?還是集電極電流變得很大呢?這個過程中是如何實現電壓變小的?謝謝

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2010-09-01 21:27
@hugolam
如果參考端反饋回來的電壓比2.5V基準大很多,那三極管會有什么樣的現象發生呢?是KA端電壓變得很大?還是集電極電流變得很大呢?這個過程中是如何實現電壓變小的?謝謝

像你說的那樣,當輸入電壓升高時,那么R端的電壓就變高,引起IKA變大

在電源中TL431的IKA其實就是流過光耦原邊的電流,此電流一大,那么反饋回去的量就好控制占空比減少,從而降低輸出電壓,TL431的R端電壓降低,也意味著TL431的IKA變小

不是你說的那樣,TL431本身不會減少電流的

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XXKGDY
LV.6
7
2010-09-01 22:37
@心中有冰
像你說的那樣,當輸入電壓升高時,那么R端的電壓就變高,引起IKA變大在電源中TL431的IKA其實就是流過光耦原邊的電流,此電流一大,那么反饋回去的量就好控制占空比減少,從而降低輸出電壓,TL431的R端電壓降低,也意味著TL431的IKA變小不是你說的那樣,TL431本身不會減少電流的
冰老師,我也正為431迷惑,同樣電路用不同廠家的TL431,輸出調整不一樣,比如12V1A的電源設定好電壓電流用不同的431,有的在1A之前電壓基本不變,1A后繼續增大電流,電壓迅速下降。而換另一家的就像線性無穩壓輸出一樣,0.8A電壓就開始下降,然后隨電流增加電壓緩慢下降。這是什么原因呢?
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hugolam
LV.5
8
2010-09-02 09:29
@心中有冰
像你說的那樣,當輸入電壓升高時,那么R端的電壓就變高,引起IKA變大在電源中TL431的IKA其實就是流過光耦原邊的電流,此電流一大,那么反饋回去的量就好控制占空比減少,從而降低輸出電壓,TL431的R端電壓降低,也意味著TL431的IKA變小不是你說的那樣,TL431本身不會減少電流的
心中有冰,你好,請問你說的最后一句話是什么意思呢?“TL431本身不會減少電流的”?TL431 內部的三極管電流Ika應該是隨R端電壓變化而變化的吧?如果可以的話請幫忙分析下附件的圖片中的電路,是如何實現穩壓的。謝謝先
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2010-09-02 09:57
@XXKGDY
冰老師,我也正為431迷惑,同樣電路用不同廠家的TL431,輸出調整不一樣,比如12V1A的電源設定好電壓電流用不同的431,有的在1A之前電壓基本不變,1A后繼續增大電流,電壓迅速下降。而換另一家的就像線性無穩壓輸出一樣,0.8A電壓就開始下降,然后隨電流增加電壓緩慢下降。這是什么原因呢?
想問一下,你這個電路是否有CC控制電路,照常規來說,CV電路的輸出電壓跟負載電流大小無關(除去線路壓降)
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2010-09-02 10:01
@hugolam
心中有冰,你好,請問你說的最后一句話是什么意思呢?“TL431本身不會減少電流的”?TL431內部的三極管電流Ika應該是隨R端電壓變化而變化的吧?如果可以的話請幫忙分析下附件的圖片中的電路,是如何實現穩壓的。謝謝先[圖片]!

沒有看到你的附件

我那句話的意思是:TL431的Ika是由于原邊的控制降低了輸出電壓,從而降低了參考端的電壓,導致TL431的Ika減小,也就是說由于外部的控制減少了TL431的Ika,不是TL431內部電路的原因導致的

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hugolam
LV.5
11
2010-09-02 11:29
@心中有冰
沒有看到你的附件我那句話的意思是:TL431的Ika是由于原邊的控制降低了輸出電壓,從而降低了參考端的電壓,導致TL431的Ika減小,也就是說由于外部的控制減少了TL431的Ika,不是TL431內部電路的原因導致的
 心中有冰,你好 。幫忙分析下這個圖好嗎?最好寫下輸出電壓調整的整個過程!謝謝!
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XXKGDY
LV.6
12
2010-09-02 11:40
@心中有冰
想問一下,你這個電路是否有CC控制電路,照常規來說,CV電路的輸出電壓跟負載電流大小無關(除去線路壓降)
就是常見的RCC電路,就是換不同的431,測量點都是同樣的。不好意思,問一下,什么是CC控制電路?你別笑啊。
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sxjnice
LV.8
13
2010-09-02 13:07
@hugolam
[圖片] 心中有冰,你好。幫忙分析下這個圖好嗎?最好寫下輸出電壓調整的整個過程!謝謝!

在冰老師講解之前,我先闡述一下我的愚見啊,若有什么地方不對,還請各位指出啊,這個電路來看,首先,VBATT通過R會給TL431提供一電流Ika>1mA,使得TL431工作起來,當TL431工作了以后,就會產生一個2.5V的基準電壓,這樣R1和R2產生的分壓就會和這個基準比較,而它兩的比較直接影響了Ika的大小,譬如輸出建立過程,輸出剛開始沒有,所以輸出為低電平,這樣Ika就很小,可以認為為零,而此時,R1,R2和限流電阻開始分壓,一旦R2處的分壓大于2.5V,這樣Ika就會變大,這樣R1,R2上的電流就會變小,從而得到的Vo就會降低,如果R2的分壓一旦低于2.5V,Ika又會減小,這樣流過R1,R2支路的電流增加,從而達到穩定電壓的目的

 

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hugolam
LV.5
14
2010-09-02 15:23
@sxjnice
在冰老師講解之前,我先闡述一下我的愚見啊,若有什么地方不對,還請各位指出啊,這個電路來看,首先,VBATT通過R會給TL431提供一電流Ika>1mA,使得TL431工作起來,當TL431工作了以后,就會產生一個2.5V的基準電壓,這樣R1和R2產生的分壓就會和這個基準比較,而它兩的比較直接影響了Ika的大小,譬如輸出建立過程,輸出剛開始沒有,所以輸出為低電平,這樣Ika就很小,可以認為為零,而此時,R1,R2和限流電阻開始分壓,一旦R2處的分壓大于2.5V,這樣Ika就會變大,這樣R1,R2上的電流就會變小,從而得到的Vo就會降低,如果R2的分壓一旦低于2.5V,Ika又會減小,這樣流過R1,R2支路的電流增加,從而達到穩定電壓的目的 

sxjnice,你好 ,你分析的很詳細。你的意思是說,當輸出電壓比較高的時候,采樣電壓比2.5V大,促使TL431的分流電流增大,進而使流過R1 ,R2的電流減小,所以電阻兩端電壓,也就是輸出電壓的值減小。。。。我之前也是這么理解的。但是我前兩天看了別人的解析,他說REF端反饋回來的電壓大的時候,就使得TL431內部的調整管(三極管)的KA兩端增大來達到穩壓。就這個把我搞糊涂了。。。。我順便把這段話給放上來吧 ,也讓大家幫我想下。

 

“其等效功能框圖如圖2(a)所示。其中VR為基準電壓(VR=2.5V,A為同相放大器,V為并聯型調整管(總增益A0≥1000倍),W為饋電支路。其封裝引腳如圖2(b),電路符號如圖2(c)所示。

調整管是穩壓電源中的輸出功率管。它在穩壓電源電路中相當可調電阻,隨輸入電壓的波動,由取樣管取樣后隨時調整該管的導通程度,以達到輸出電壓穩定的目的。調整管的導通程度不同,調整管CE間的電壓也不同。輸入電壓高時調整管CE間的電壓高。輸入電壓低時調整管CE間的電壓就低。比穩壓輸出高的電壓全部加在調整管上了。調整管的功率損耗大,所以調整管都有散熱器。”

 

謝謝!

 

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sxjnice
LV.8
15
2010-09-02 15:33
@hugolam
sxjnice,你好,你分析的很詳細。你的意思是說,當輸出電壓比較高的時候,采樣電壓比2.5V大,促使TL431的分流電流增大,進而使流過R1,R2的電流減小,所以電阻兩端電壓,也就是輸出電壓的值減小。。。。我之前也是這么理解的。但是我前兩天看了別人的解析,他說REF端反饋回來的電壓大的時候,就使得TL431內部的調整管(三極管)的KA兩端增大來達到穩壓。就這個把我搞糊涂了。。。。我順便把這段話給放上來吧,也讓大家幫我想下。“[圖片] “其等效功能框圖如圖2(a)所示。其中VR為基準電壓(VR=2.5V),A為同相放大器,V為并聯型調整管(總增益A0≥1000倍),W為饋電支路。其封裝引腳如圖2(b),電路符號如圖2(c)所示。調整管是穩壓電源中的輸出功率管。它在穩壓電源電路中相當可調電阻,隨輸入電壓的波動,由取樣管取樣后隨時調整該管的導通程度,以達到輸出電壓穩定的目的。調整管的導通程度不同,調整管CE間的電壓也不同。輸入電壓高時調整管CE間的電壓高。輸入電壓低時調整管CE間的電壓就低。比穩壓輸出高的電壓全部加在調整管上了。調整管的功率損耗大,所以調整管都有散熱器。” 謝謝! 

呵呵……請教一下Vce和Vo的關系是什么呢?你看一下內部圖,其實那個三極管的集電極是和Cathod相連的,等電位,而且BJT是工作在放大區,即,它的電流影響了輸出電壓,從而影響了CE電壓,這個你是否同意?它的原理就是和那個線性串聯穩壓電路是基本一樣的。以上為個人愚見

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2010-09-02 16:17
@hugolam
sxjnice,你好,你分析的很詳細。你的意思是說,當輸出電壓比較高的時候,采樣電壓比2.5V大,促使TL431的分流電流增大,進而使流過R1,R2的電流減小,所以電阻兩端電壓,也就是輸出電壓的值減小。。。。我之前也是這么理解的。但是我前兩天看了別人的解析,他說REF端反饋回來的電壓大的時候,就使得TL431內部的調整管(三極管)的KA兩端增大來達到穩壓。就這個把我搞糊涂了。。。。我順便把這段話給放上來吧,也讓大家幫我想下。“[圖片] “其等效功能框圖如圖2(a)所示。其中VR為基準電壓(VR=2.5V),A為同相放大器,V為并聯型調整管(總增益A0≥1000倍),W為饋電支路。其封裝引腳如圖2(b),電路符號如圖2(c)所示。調整管是穩壓電源中的輸出功率管。它在穩壓電源電路中相當可調電阻,隨輸入電壓的波動,由取樣管取樣后隨時調整該管的導通程度,以達到輸出電壓穩定的目的。調整管的導通程度不同,調整管CE間的電壓也不同。輸入電壓高時調整管CE間的電壓高。輸入電壓低時調整管CE間的電壓就低。比穩壓輸出高的電壓全部加在調整管上了。調整管的功率損耗大,所以調整管都有散熱器。” 謝謝! 

 hugolam,你沒有理解這個電路

其實你轉過來這段話是正確的,上面sxjnice也沒有錯誤,問題是要看是否有負載接入

如果有負載接入的時候,TL431在這里相當與一個并聯穩壓電源,通過調整TL431的Ika電流來調整負載電壓

空載的時候,就如sxjnice所說的那樣,我不在重復

你先思考下,如果還是不懂,我再寫出穩壓過程

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2010-09-02 16:20
@XXKGDY
就是常見的RCC電路,就是換不同的431,測量點都是同樣的。不好意思,問一下,什么是CC控制電路?你別笑啊。[圖片]

我不確定是否你的環路是否穩定,不同的廠家生產的TL431參數肯定有一定的差異,但不會影響這么大

CC就是恒流電路,CV就是恒壓電路

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hugolam
LV.5
18
2010-09-02 16:32
@心中有冰
 hugolam,你沒有理解這個電路其實你轉過來這段話是正確的,上面sxjnice也沒有錯誤,問題是要看是否有負載接入如果有負載接入的時候,TL431在這里相當與一個并聯穩壓電源,通過調整TL431的Ika電流來調整負載電壓空載的時候,就如sxjnice所說的那樣,我不在重復你先思考下,如果還是不懂,我再寫出穩壓過程
好 ,我想下先!謝謝!
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hugolam
LV.5
19
2010-09-02 16:51
@sxjnice
呵呵……請教一下Vce和Vo的關系是什么呢?你看一下內部圖,其實那個三極管的集電極是和Cathod相連的,等電位,而且BJT是工作在放大區,即,它的電流影響了輸出電壓,從而影響了CE電壓,這個你是否同意?它的原理就是和那個線性串聯穩壓電路是基本一樣的。以上為個人愚見

”調整管是穩壓電源中的輸出功率管。它在穩壓電源電路中相當可調電阻,隨輸入電壓的波動,由取樣管取樣后隨時調整該管的導通程度,以達到輸出電壓穩定的目的。調整管的導通程度不同,調整管CE間的電壓也不同。輸入電壓高時調整管CE間的電壓高。輸入電壓低時調整管CE間的電壓就低。比穩壓輸出高的電壓全部加在調整管上了。調整管的功率損耗大,所以調整管都有散熱器。” 

 

 

sxjnice ,你好。(1)根據這個圖,反饋增大,分流電流IKA增大,使得流過R1,R2的電流較小,這兩個電阻的端電壓減小。就是說輸出電壓減小了;(2)但是上面的那段話說的“輸入電壓高時調整管CE間的電壓高“。也就是說反饋量增大的時候CE電壓高么?那這不是跟上面(1)的解析相互矛盾了嗎?

謝謝!

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2010-09-02 17:30
@hugolam
”調整管是穩壓電源中的輸出功率管。它在穩壓電源電路中相當可調電阻,隨輸入電壓的波動,由取樣管取樣后隨時調整該管的導通程度,以達到輸出電壓穩定的目的。調整管的導通程度不同,調整管CE間的電壓也不同。輸入電壓高時調整管CE間的電壓高。輸入電壓低時調整管CE間的電壓就低。比穩壓輸出高的電壓全部加在調整管上了。調整管的功率損耗大,所以調整管都有散熱器。” [圖片]  sxjnice ,你好。(1)根據這個圖,反饋增大,分流電流IKA增大,使得流過R1,R2的電流較小,這兩個電阻的端電壓減小。就是說輸出電壓減小了;(2)但是上面的那段話說的“輸入電壓高時調整管CE間的電壓高“。也就是說反饋量增大的時候CE電壓高么?那這不是跟上面(1)的解析相互矛盾了嗎?謝謝!

你還是沒有理解透徹

R1,R2能有多大的電流?你不相信的話,將R1,R2的阻值同比例增加或減少100倍(當然不能太小),對輸出的調整根本沒有多大的影響

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songxium
LV.7
21
2010-09-02 20:48
類似于斬波的作用。
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hugolam
LV.5
22
2010-09-02 21:02
@心中有冰
 hugolam,你沒有理解這個電路其實你轉過來這段話是正確的,上面sxjnice也沒有錯誤,問題是要看是否有負載接入如果有負載接入的時候,TL431在這里相當與一個并聯穩壓電源,通過調整TL431的Ika電流來調整負載電壓空載的時候,就如sxjnice所說的那樣,我不在重復你先思考下,如果還是不懂,我再寫出穩壓過程

 

心中有冰,你好,我又理解了下這個電路,我說下原理,你看對不對好嗎?

當輸入電壓增大,輸出VO增大導致了輸出采樣增大,這是內部管子通過調整使得流過自身的電流增大,這也就使得流過R的電路增大,這樣R的壓降VR增大,而輸出電壓Vo等于VIN-VR,VR增大使得Vo減小 ,實現穩壓。

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2010-09-02 21:18
@hugolam
[圖片] 心中有冰,你好,我又理解了下這個電路,我說下原理,你看對不對好嗎?當輸入電壓增大,輸出VO增大導致了輸出采樣增大,這是內部管子通過調整使得流過自身的電流增大,這也就使得流過R的電路增大,這樣R的壓降VR增大,而輸出電壓Vo等于VIN-VR,VR增大使得Vo減小,實現穩壓。

這個就到點子上去了

怎么樣,自己思考出來的東西,是不是比較有成就感?

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hugolam
LV.5
24
2010-09-02 21:35
@心中有冰
這個就到點子上去了怎么樣,自己思考出來的東西,是不是比較有成就感?[圖片]

呵呵 謝謝 !

的確是有成就感啊!為了這個東西,我這兩三天連吃飯都沒有胃口啊!

謝謝大家的幫助。

在此特別感謝    心中有冰    和     sxjnice    !謝謝你們提供的幫助!

不過這只是開始,接下來還有困難的話,還望多多支持啊!

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2010-09-02 21:59
@hugolam
[圖片]呵呵謝謝!的確是有成就感啊!為了這個東西,我這兩三天連吃飯都沒有胃口啊!謝謝大家的幫助。在此特別感謝   心中有冰  和    sxjnice    !謝謝你們提供的幫助!不過這只是開始,接下來還有困難的話,還望多多支持啊![圖片]

問題解決了就好!吃飯也會有胃口了。

如果我一開始就把結果告訴你,相信你肯定不會這么有成就感的,而且會養成依賴別人的習慣,這個是做工程師的大忌!

多來論壇交流,共同進步

 

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hugolam
LV.5
26
2010-09-02 22:02
@心中有冰
問題解決了就好!吃飯也會有胃口了。如果我一開始就把結果告訴你,相信你肯定不會這么有成就感的,而且會養成依賴別人的習慣,這個是做工程師的大忌!多來論壇交流,共同進步 

呵呵 ,是啊,有道理!在此感謝!

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chendelei
LV.8
27
2010-09-03 00:30
**此帖已被管理員刪除**
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sxjnice
LV.8
28
2010-09-03 07:43
@心中有冰
問題解決了就好!吃飯也會有胃口了。如果我一開始就把結果告訴你,相信你肯定不會這么有成就感的,而且會養成依賴別人的習慣,這個是做工程師的大忌!多來論壇交流,共同進步 
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tanny1987
LV.3
29
2010-09-03 08:43
@sxjnice
在冰老師講解之前,我先闡述一下我的愚見啊,若有什么地方不對,還請各位指出啊,這個電路來看,首先,VBATT通過R會給TL431提供一電流Ika>1mA,使得TL431工作起來,當TL431工作了以后,就會產生一個2.5V的基準電壓,這樣R1和R2產生的分壓就會和這個基準比較,而它兩的比較直接影響了Ika的大小,譬如輸出建立過程,輸出剛開始沒有,所以輸出為低電平,這樣Ika就很小,可以認為為零,而此時,R1,R2和限流電阻開始分壓,一旦R2處的分壓大于2.5V,這樣Ika就會變大,這樣R1,R2上的電流就會變小,從而得到的Vo就會降低,如果R2的分壓一旦低于2.5V,Ika又會減小,這樣流過R1,R2支路的電流增加,從而達到穩定電壓的目的 
同意!
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hugolam
LV.5
30
2010-09-03 09:23
@tanny1987
同意!
tanny1987,你好,你的意思是說,當輸出電壓比較高的時候,采樣電壓比2.5V大,促使TL431的分流電流增大,進而使流過R1 ,R2的電流減小,所以電阻(R1+R2)兩端電壓(也就是輸出電壓)減小?
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bpyanyu
LV.8
31
2010-09-03 09:30
@心中有冰
問題解決了就好!吃飯也會有胃口了。如果我一開始就把結果告訴你,相信你肯定不會這么有成就感的,而且會養成依賴別人的習慣,這個是做工程師的大忌!多來論壇交流,共同進步 
哈哈哈
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