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1. TL431內(nèi)部結(jié)構
TL431內(nèi)部本質(zhì)就是一個運放控制的晶體管,依靠運放的反饋實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定控制。
2. 震蕩原因①-輸出電容過大
很對人在應用時會在TL431的K與A之間直接添加電容濾波,這個電容如果過大就會導致震蕩,其根源與運放加大的輸出電容會震蕩一樣,大的輸出電容導致的延遲減小了系統(tǒng)的相位裕度,相位裕度降低到一定程度就會引發(fā)震蕩.
3. 震蕩原因② - 輸出電容ESR過小
如果輸出電容的ESR非常小,例如陶瓷電容的ESR在mR級別,太小的ESR相當于讓系統(tǒng)損失了零點,而零點可以提高相位裕度,因此還是相位裕度過低引發(fā)的震蕩.
4. 震蕩原因③ - IKA即陰極電流過小
TL431的工作區(qū)間推薦灌電流為 1~100mA,數(shù)據(jù)手冊中說明的 最小工作電流為1mA。當 IKA < 1mA 時,TL431 內(nèi)部放大器進入低偏置狀態(tài)易震蕩,因為其內(nèi)部晶體管工作點偏離線性區(qū),其開環(huán)增益下降,響應變慢,從頻域角度講,相位延遲變大,甚至超過180°;
5. 震蕩原因④ - 輸出電壓設定太大
輸出電壓設定比越大,意味著R1/R2 比例越大,則,系統(tǒng)環(huán)路增益越大,響應更“激烈”,更容易引起震蕩;
6. 如何避免震蕩
- 確保 IKA ≥ 1mA,最好保持 5~10mA,這里有個易出問題的點,就是當負載突然減小或者撤掉時會導致IKA小于1mA,因此設計的時候可以預留電阻假負載,強行加一個大于1mA的IKA.
- 在并聯(lián)電容前串聯(lián)一個小電阻(等效于ESR),例如在輸出端串聯(lián) 0.1~1Ω 電阻;
- 使用鋁電解或鉭電容代替純陶瓷電容,這兩種電容的ESR遠大于MLCC;
- 避免設定太大的輸出電壓;