如果說到精密穩(wěn)壓源，就不得不提到TL431，它性能卓越，價格低廉。所以受到了很多電源工程師的追捧。不僅如此，由于獨特的電阻動態(tài)抗阻，使得TL431經常被用來取代穩(wěn)壓二極管在電路中的位置。其雙電阻結構使夠隨意的設定從參考電壓到36V范圍內的任意值。得益于這些特點，讓TL431的應用領域十分廣泛，恒流電路、過壓保護、線性穩(wěn)壓電源、直流穩(wěn)壓等電路中經常能夠看到TL431的身影，本篇文章就將講解基于TL431的并聯(lián)和串聯(lián)型兩種線性穩(wěn)壓電源。

TL431的內部結構和功能

圖1 內部電路圖

首先，需要對TL431的內部電路進行一下熟悉，這也是方便新手來快速理解其結構。圖1是TL431的內部電路圖。它由多極放大電路、偏置電路、補償和保護電路組成，其中晶體管V1構成輸入極，V3、V4、V5構成穩(wěn)壓基準，V7和V8組成的鏡像恒流源，與V6、V9構成差分放大器作中間級，V10、V11形成復合管，構成輸出，其它一些電阻、電容、二級管分別起偏置、補償和保護作用，在原理上它是一個單端輸入、單端輸出直流放大器。

圖2

圖2為等效功能的示意圖，其主要由三部分組成，輸出開關管、電壓比較器，以及2.5V的精密基準電壓源。參考端的輸出電壓與精密基準電壓源Vref相比較，當參考端電壓超過2.5V時，TL431立即導通。因為R端控制電壓誤差為±1%，所以參考端能精確地控制TL431的導通與截止。

并聯(lián)穩(wěn)壓電路設計

基本并聯(lián)穩(wěn)壓電路原理

圖3

就像在文章開頭提到的，作為精密穩(wěn)壓源的TL431自帶一個2.5V的基準電壓。這就使得Vref端引入輸出反饋時，器件可以通過從陰極到陽極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。如圖3所示的電路，當R1和R2的阻值確定時，兩者對VO的分壓引入反饋，若增大，反饋量增大，TL431的分流也就增加，從而又導致VO下降。

由此可見，在基準電壓處的負反饋電路肯定是相對穩(wěn)定的。此時VO=（1+R1/R2）Vref，選擇不同的R1和R2的值可以得到從2.5V到36V范圍內的任意電壓輸出，特別地，當R1=R2時，VO=5V。若使R1短路，R2開路，即把參考端與陰極端短接，此時則有輸出電壓VO=2.5V（參考端電壓），最適合用于數(shù)字電壓表和模數(shù)轉換器或其它電路中作基準電壓源。

需要注意的是，和在選擇電阻R時必須保證TL431工作的必要條件，就是通過陰極的電流要大于1mA，R1和R2要選擇精度為1%的同類電阻，才能保證基準電源的長期穩(wěn)定性。

并聯(lián)擴流穩(wěn)壓電路

圖4

雖然在這里所介紹的只是一種應用電路，但是實際上，其他的電路大部分是由圖4加在圖3上面之后稍加改進而得來的。采用三極管擴流，組成大電流基準電壓源，且圖4中的晶體管可根據(jù)負載電流的大小選用不同功率的晶體管，這時限流電阻R也要相應增加其功率。

圖5

并聯(lián)電路能夠適用的場景比較多，包括A/D轉換器和多種類的傳感器等，圖5中就給出了并聯(lián)電路在電偶變送器中的應用過程。

本篇文章以TL431為中心，講述了TL431的內部構造和功能。而后對基于TL431的并聯(lián)穩(wěn)壓電路設計進行了講解，由于采用了TL431為核心，本設計成果擁有寬電壓、大功率等特點，是一款性價比非常高的電路設計方案。