過壓保護電路原理圖講解 基于TL431的過壓保護電路設計

2023-08-03 12:18:51 來源:頭條號喝枸杞論電子


(資料圖片僅供參考)

TL431是一種電子工程師容易獲得的基準穩壓源,下圖是利用TL431搭建的過壓保護電路,具有精準的保護點的優點。

當VIN低于保護點13.8V以下時,電路輸出VOUT正常,當VIN輸入電壓高于13.8V時,TL431陰極導通,三極管Q2基極導通,MOS管的GS極被Q2的EC極給短路,從而使MOS管關閉。

在一些場合,TL431經常會用來單獨做基準電壓源,如下圖,而且我們經常會在陰極和陽極之間加入一個濾波電容,想起到平滑濾波的作用,此時要注意,不恰當的電容容值會造成TL431產生振蕩,輸出紋波不正常。在TL431的數據手冊中有關于TL431穩定性的圖表,如下圖3.圖4. 仔細看這張圖,當IKA為100mA時,A曲線的不穩定區域對應的負載電容在0.03uF~4uF之間,如果此時我們選擇的濾波電容正好在這個區間,TL431就很容易產生振蕩,考慮到元器件的離散性和余量,正常取值應小于1nF,大于10uF,避開這個區間。分析了TL431的內部原理就會發現,它內部其實就是一個運放負反饋電路,自然就存在系統穩定性問題,關于這個問題,TI是如下解釋的,負載電容的加入相當于為系統引入了一個極點,當此極點位于S平面右半邊時,系統即會發生振蕩。數據手冊中給出的穩定性區域圖是臨界條件,也就是相位裕度為0的情況,實際設計時還要預留30度以上的相位裕度,以保證系統的可靠性。粗略來看,可以使用左右兩側臨界區域1/10或10倍的值作為設計參考。最后一張電容使用不當,造成紋波的圖為借用網友的圖片。

另外TL431使用時要考慮最小陰極電流,數據手冊中最小為0.4mA,實際應用中要大于1mA.如下圖5,圖6.

審核編輯:湯梓紅

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