過壓保護電路原理圖講解 基于TL431的過壓保護電路設計
(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(wěn)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(yōu)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(jīng)常會用來單獨做基準電壓源，如下圖，而且我們經(jīng)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?shù)碾娙萑葜禃斐蒚L431產(chǎn)生振蕩，輸出紋波不正常。在TL431的數(shù)據(jù)手冊中有關于TL431穩(wěn)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(wěn)定區(qū)域?qū)呢撦d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(qū)間，TL431就很容易產(chǎn)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(qū)間。分析了TL431的內(nèi)部原理就會發(fā)現(xiàn)，它內(nèi)部其實就是一個運放負反饋電路，自然就存在系統(tǒng)穩(wěn)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(tǒng)引入了一個極點，當此極點位于S平面右半邊時，系統(tǒng)即會發(fā)生振蕩。數(shù)據(jù)手冊中給出的穩(wěn)定性區(qū)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(tǒng)的可靠性。粗略來看，可以使用左右兩側(cè)臨界區(qū)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(wǎng)友的圖片。
另外TL431使用時要考慮最小陰極電流，數(shù)據(jù)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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