431基准电压2.5V的产生原理

发布时间：2012-02-04 22:04:18 来源：文档文库

小中大

字号：

手机查看

图1 图2 图3 图4 图5

关于TL431的问题，我接触的很多电路中都有用到TL431的，她是一个调压器件，这我清楚。但我不清楚的是TL431为什么会使R级稳定在2.5V而不是1.6V或者2.0V什么的。
（1）如上图4所示，TL431中的放大器应该是一个比较器，（不知我是否理解的正确？）当R级电压大于2.5时，后端的三级管基级电压为正，处于发射结正偏，集电结也正偏的状态，三级管饱和导通，阳级电压下降。（2）在此另一个问题又出来了，阳级电压下降又会导致TL431什么结果？在图5中，我可以得知，因为K级电压下降，导致R2上的分压减少（即R级电压降低），但是在图4中K级电压是通过何种途径影响到R级电压的呢？（3）当R级电压低于2.5V时，TL431后端的三级管基级电压为负，处于发射结和集电结都反偏的状态，三级管截止，那TL431又是如何使R级电压稳定在2.5V上的呢？（4）在图5中，我猜想的电流是这样流通的，先是电流流过R1和R2，得到TL431R级上的电压，然后TL431才开始工作，但这样有一个问题，假如一开始时R级上得到的分压低于2.5V时，是不是TL431就永远不工作了（因为TL431后端的三级管截止了）？(5) 当R级电压大于2.5时，TL431是否会不稳定（也就是说TL431始终是在振荡）？
因为不清楚，所以问的问题比较混乱，希望大家见谅，也希望可以得到大家的真心帮助，谢谢大家。

回答：

431内部有一个精密2.5V电源。

（1）中，误差放大器不是比较器，三极管不会饱和，而是在线性区。所以就不会振荡了。

我听一个老师傅说过，TL431内部放大器的放大倍数是1000倍。假如输入电压是24V，R0=4K，R1=R2=10K。我是这样设想电路电流的流通方向的。刚开始时TL431是不导通的。电流完全由R0，R1，R2流过。TL431的R级电压VR=24*R2/(R0+R1+R2)=10V,K级电压VK=24*（R1+R2）/（R0+R1+R2）=20V，A级电压VA=0V。因为TL431的R级电压大于2.5V，TL431开始导通。因为TL431内部放大器倍数是1000倍，因而放大器的输出端电压远远大于TL431的K级和A级电压，TL431中的三极管处于发射结和集电极结都正向反偏的状态，即饱和状态。三极管的集电级（即TL431的K级电压）马上被拉低到与三极管的发射极近似相等的电位（0V）电位上。由于反馈作用，VR=VK*R2/（R1+R2），TL431的R级电压也立即被拉低到0V，因为小于2.5V，TL431立即截止。然后电流又重新从R0，R1，R2流通，重复第一次的过程。所以TL431的电压始终是在20V和0V之间不停的变换，也就是说，TL431始终是在振荡。不知我理解的是否对？

你的分析不正确。试想Vin由0升到24V的过程，当K极的电压稍大过2.5V，TL431便开始工作，这时R极的电压低于2.5V,管子不导通，当R极的电压上升到很接近2.5V，管子就开始导通，K极电压开始下降，随着R的电压更接近2.5V,K的电压便下降，这一下降，R的电压便不能再上升，由于负反馈关系，R的电压始终停留在 2.5V。这时Vo=2.5*R2/(R1+R2)，这就是TL431的调压稳压的作用。

我的分析是这样的，虽然输入电压是24V，在R2上建立的电压是10V，但是R2上的电压的建立是需要一个过程的（很短而已）。TL431内部的误差放大器的输入端（R端）当刚刚超过2.5V时，放大器的输出端的电压虽经1000倍放大，但是输出端的这个电压还不足以使TL431后端的三极管处于饱和状态，而是处于线性放大状态。因而TL431的K级（即三极管的集电级端）电压立即被拉低。由于VR=VK*R2/（R1+R2），TL431的R级电压也马上被拉低，回到小于（但很接近2.5V的位置），TL431又被截止。R2上的电压又开始上升，超过2.5V，TL431导通，TL431又截止。VR2又小于2.5V,整个电路的电流就这样周而复始的重复。TL431的K级电压也始终是在5V左右一个很小的区域内震荡。

我认为R2(即R极)的电压没有机会也没可能建立起10V。假设在没有噪音影响下，它会由0升至(2.5-e)伏便停止，e是个很小很小的正数，与TL431里的放大器的开环放大系数A有关，A越大，e越小。因而K极的电压也不会起振荡。

qaz33510朋友，你还是没有直接回答我的疑问。TL431内部的放大器应该是有一个放大区域（可能是大于2.5V也可能是小于2.5V),在这个区域内，TL431内部的放大器的输出刚好可以使后端的三极管线性放大而不至于饱和。但我上面所疑问的不是这个方面，而是另外一个方面的问题。依据你的观点，那我可不可以这样分析。TL431内部的误差放大器的输入端（R端）当刚刚升至（2.5-e）V时，放大器的输出端的电压虽经1000倍放大，但是输出端的这个电压还不足以使TL431后端的三极管处于饱和状态，而是处于线性放大状态。因而TL431的K级（即三极管的集电级端）电压立即被拉低。由于VR=VK*R2/（R1+R2），TL431的R级电压也马上被拉低，回到小于（2.5-e）V的位置，TL431又被截止。R2上的电压又开始上升，超过（2.5-e）V，TL431导通，TL431又截止。VR2又小于（2.5-e）V,整个电路的电流就这样周而复始的重复。TL431的K级电压也始终是在5V左右一个很小的区域内震荡。
至于图片，在上面的附件内，第一次忘发了，不好意思。
上述观点纯属于技术方面的争论，虽然争论中可能会有争吵，但事情是愈辩愈明的，再次谢谢大家了。
哦，还有，gzyeah朋友，你所说的那个图形中指的我觉得也不是闭环放大倍数，因为闭环放大倍数指的应该是TL431内部放大器的输出端，而不是后端三极管的集电级端。

其实TL431内部图（图1）中的运放与三极管可简化为图2的外带上拉电阻（或称集电极开路输出）的等效图（图2）；而图2及其外围电路组成的等效电路（图4），其电压输出Vo可由同相运放的计算公式：Vo＝Vref（1＋R1/R2)得出，与TL431技术资料给出的稳压计算公式Vo＝Vref（1＋R1/R2)（图3）完全相同,亦可证明两等效图是互通的；
另一方面由以上的式子亦可推出：Vo/Vref＝（1＋R1/R2)，而Vo/Vref则是表示放大倍数的意思。当R1＝R2时，放大倍数Vo/Vref＝2，而不是1000倍，故不会振荡。[url=/bbs/u/27/1111720250.vsd]1111720250.vsd
TL431内部放大器的放大倍数1000倍指的是开环增益，这里R1=R2=10K，增益为Vout/Vref=(1+R1/R2)=2，故不会振荡。