电阻计算器(tl431分压电阻计算器软件)

作为一名电子技术从业人员,不管是设计还是维修过程,TL431这个稳压器是大部分人必然会碰到的器件。(往期已讲了它的参数解读)今天我们就从设计的角度来理解它。

详细分析“TL431恒压电路的设计细节”,有电阻取值的计算过程

TL431又叫可控精密稳压源,为什么它叫做精密稳压源呢,这就关系到两个指标:电压参考误差和温漂,从它的数据手册中可以读到(下图红圈)

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电压参考误差只有正负0.4%,那意味着假如要稳到2.5V的效果,TL431可以自已调整到2.5V的0.4%以内,即2.49V。同时温漂只有50个 ppm,因此它能满足我们大部分电路的精度要求,同时价格也不贵,所以广受大家的喜爱。下面分析它的两个应用电路

1、2.5V稳压源设计

正如芯片手册给出的一样

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这个接法就是2.5V的输出,因为Vref本身就是2.5V(如下图)

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那怎么选择串联在电源与431中间的那个电阻值呢?继续看芯片手册

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从手册可以看出,要想431能正常工作,流进参考端Ref的电流至少要有几个微安,我们先搭电路如下

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假设供电是5V,电阻R1就是我们要求的阻值,前面说了431要想正常工作流进REF端的电流要有几个微安以上,同时我们的输出端通常也是有些负载的,但通常都是毫安级就够用了。假设输出端负载为10个mA,输出电压为2.5V,则加在R1两端的电压也是2.5V,由于电阻和431是串联接法,因此流过R1的电流也流过431及外面负载。因此流过R1的电流约等于10mA+4微安,再由欧姆定律可得R=2.5V/0.010004A=249.9R,我们来看仿真结果

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从仿真结果来看输出2.5V所带的负载为9.98mA,稳压为2.494V,流进Vref端电流只有2个微安,流经431体内的电流为43.8uA,可见达到预期设计结果。

再看一个情况,假负外面负载没有了R2=无穷大,会是什么情况

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可见输出电压还是稳在2.495V,只是流过R1的电流除了2uA以外其它的都流进了431体内。

再来看一种情况,前面我们算得R1为250R,那我们取500R会是什么样的情况,来看结果

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由于两个电阻分压的结果,已经低于2.5V无法使431起到调整作用了。所以电阻的选择要计算好,也不是越小越好,因为R1越小,流过R1的电流就越大,流进431的电流也跟着变大,这样就会带来一个发热问题,正如芯片手册给出的极限值一样,431不能超过150mA(如下图),否则过热损坏器件

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按前面流过R1的电流计算我们就可以得出R1的功率P=0.01*0.01*250=0.025W,0805以上的封装电阻就能满足了。

2、 5V恒压电路设计

5V恒压电路也是我们经常用到的基准电路,下面来看如何设计,基本电路如下,12V输入,5V负载10ma

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R1,R2,R3为所需要求的阻值,先求R2,R3,已知输出电压5V,431的Ref电流2uA,我们给够10uA,则R2+R3=5V/0.00001A=500K,且Ref端电压要等于2.5V,因此R2=R3=250K,再求R1,R1两端的电压=12-5=7V,流过电流约等于10mA,则R1=7V/0.01A=700R,我们看下仿真结果

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可见达到预期目标,其它电压等级计算可以类推。

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