TL431实用接法电路的常见与少见应用

简介：
本文深入探讨了TL431这一可调精密并联稳压器在实际电路中的多种应用方式，不仅涵盖了其常见的电压调节功能，还介绍了鲜为人知的独特用途。通过详实的例子和分析，帮助读者全面掌握该元件的潜力与灵活性，适用于电子工程师及技术爱好者的进阶学习。 TL431是一种广泛应用于电子电路中的精密可调基准电压源，在电路设计中因其较高的输出电压稳定性和较好的性能价格比而被频繁使用。接下来详细解析几种常见的实用接法。 首先，TL431典型的应用方式是作为固定电压的输出。根据其典型的电路配置（图1），通过外部电阻R1和R2构成分压网络计算期望的输出电压Vout，公式为 Vout = (R1 + R2) × 2.5VR2 。值得注意的是，在这种应用中，流过电阻R3的电流应保持在1mA到500mA之间。当将R1设为零时，则可以省略R2（图2），此时TL431相当于一个稳定的2.5V电压源。 其次，TL431还可以用于构建鉴幅器。通过设置特定的电阻值，在输入电压Vin低于设定阈值的情况下，输出保持高电平；当Vin超过该预设阈值时，则输出接近0.2V的低电平（图3）。然而需要注意的是，如果Vin在临界点附近波动较小的话，可能会导致输出不稳定。 此外，在需要提升和反相电压的应用场景中，TL431同样表现出色。通过特定连接方式可以实现这一功能，并且计算公式为 Vout = ((R1 + R2) × 2.5V - R1 × Vin)/R2（图4）。当电阻值R1等于R2时，则输出电压Vout可简化表达式为 Vout = 5V - Vin。这种电路设计能够将接近地电平的电压提升到预定范围内，但需注意的是TL431本身也有一定的输出限制。 再者，由于TL431内部具有较高的增益特性，因此它还可以被用作放大器。通过适当的外部电阻配置（图5），可以构建直流电压放大电路。该结构中的放大倍数主要取决于R1和Rin的值设定；而静态输出电压则由R1与R2共同决定。这种设计的优点在于简单、精度高且具有稳定的特性，但其缺点是输入阻抗相对较低，并且存在一定的输出摆幅限制。 此外，在一些特定的应用中还可以利用TL431来构建交流放大器（图6）。这类电路同样具备结构简单和稳定性的优点，但由于电压摆幅的局限性，在处理信号时可能会受到一定影响。根据实验尝试的结果显示，使用TL431构成的放大器可以替代传统的次级运放用于热释红外传感器等低电平输出设备。 总的来说，由于其灵活性以及优秀的性能表现，通过不同的接法设计方式不仅可以利用TL431提供精确电压参考点外还能实现多种复杂功能如鉴幅、反相升压及信号放大等功能。在实际应用中应充分考虑电阻匹配性、电源电流限制和电路稳定性等因素进行合理的设计以满足预期的功能需求。