一种TL431应用供电线路结构及稳压方法和应用技术

本发明专利技术一种TL431应用供电线路结构及稳压方法和应用，输入电压端接限流电阻R3一端、三极管Q2集电极和MOS管Q1漏极；限流电阻R3另一端接稳压管Z1阴极和三极管Q2基极，稳压管Z1阳极接地，三极管Q2的发射极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接MOS管Q1的栅极和三端可编程精密基准源U1的输出端；三端可编程精密基准源U1的阳极接地，参考端接采样电阻R1一端和采样电阻R2一端，采样电阻R2的另一端接地，采样电阻R1的另一端接MOS管Q1的源极，MOS管Q1的源极为系统内部供电端。通过调整三端可编程精密基准源U1的阴极，即可稳定输出电压。解决了TL431典型应用供电线路中输入电压的限制问题。

A TL431 Applied Power Supply Circuit Structure and Voltage Stabilization Method and Its Application

The invention relates to a TL431 application power supply circuit structure and voltage stabilization method and application. The input voltage terminal is connected with current limiting resistance R3 one end, triode Q2 collector and MOS Q1 drain; the other end of current limiting resistance R3 is connected with voltage stabilizing tube Z1 cathode and triode Q2 base, voltage stabilizing tube Z1 anode grounding, emitter resistance R4 one end of triode Q2, gate and triode programmable of MOS Q1 at the other end of resistance R4. The output terminal of the precise reference U1; the anode grounding of the three-terminal programmable precise reference U1; the reference sampling resistance R1 and the sampling resistance R2; the sampling resistance R2; the source of the sampling resistance R1; the source of the MOSFET Q1; and the internal power supply of the system of the source of the MOSFET Q1. The output voltage can be stabilized by adjusting the cathode of three-terminal programmable precise reference U1. The problem of input voltage limitation in TL431 typical application power supply line is solved.

【技术实现步骤摘要】
一种TL431应用供电线路结构及稳压方法和应用
本专利技术属于供电线路领域，具体涉及一种TL431应用供电线路结构及稳压方法和应用。
技术介绍
供电线路常用于电子系统中各个控制功能单元电路的供电，是电子系统各个功能单元正常工作的必要条件。一直以来电子工程师对电子系统中的供电线路关注较多，例如线性稳压供电线路结构和恒流供电线路结构最为常用。在器件应用方面三端可编程精密基准源(TL431)由于其输出电压可编程控制、内置基准源等特点，应用线路结构简单。关于TL431在供电线路中的应用被研究得也相对较多，目前已有的TL431应用供电线路大致分为以下几种。图1是由TL431构成的串联稳压器的典型应用线路之一，由限流电阻R1、三端可编程精密基准源U1、三极管P1、电容C1、采样电阻R2和采样电阻R3组成，其中芯片U1为TL431。电路工作时，输入电压Vin经限流电阻R1为U1提供工作电流，输出电压经采样电阻R2和R3采样后，输入到U1的REF端，即B点。这样输出端Vout的高低就可以通过采样电阻R2和采样电阻R3反馈到U1的输出端A点。A点电压的高低控制着三极管P1基极的高低，从而实时调整三极管P1的Vce，使得输出端Vout的电压得以稳定。该线路结构的优点是线路结构简单，输出电压稳定，输出电压Vout＝(1+R2/R3)VB；缺点是输入端的输入电压有限，Vin(max)≤36V。图2是由TL431构成的串联稳压器的典型应用线路之二，由限流电阻R1、三端可编程精密基准源U1、MOS管P1、电容C1和采样电阻R2、R3组成，其中U1为TL431。电路工作时，输入电压Vin经限流电阻R1为芯片U1提供工作电流，输出电压经电阻R2和R3采样后，输入到U1的REF端，即B点。这样，输出端Vout的高低就可以通过采样电阻R2和R3反馈到U1的输出端A点。A点电压的高低控制着MOS管P1栅极电压的高低，从而实时调整MOS管P1的VDS，使得输出端Vout的电压得以稳定。该线路结构的优点是线路结构简单，输出电压稳定，输出电压Vout＝(1+R2/R3)VB；缺点是输入端的输入电压有限，Vin(max)≤36V。可见，现有TL431应用的供电线路结构简单，但有一个共同缺点，即供电线路的输入电压(Vin)不能超过36V(TL431的供电范围)，这对TL431应用的供电线路来说是一个局限，限制了TL431供电线路的应用范围。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种TL431应用供电线路结构及稳压方法和应用，解决了TL431典型应用供电线路中输入电压的限制问题，可应用于输入电压为20V～50V的范围和80V～120V的范围的电子系统中。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种TL431应用供电线路结构，包括稳压管Z1、采样电阻R1、采样电阻R2、限流电阻R3、电阻R4、三极管Q2、MOS管Q1和三端可编程精密基准源U1；输入电压端接限流电阻R3的一端、三极管Q2的集电极和MOS管Q1的漏极；限流电阻R3的另一端接稳压管Z1的阴极和三极管Q2的基极，稳压管Z1的阳极接地，三极管Q2的发射极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接MOS管Q1的栅极和三端可编程精密基准源U1的输出端；三端可编程精密基准源U1的阳极接地，参考端接采样电阻R1一端和采样电阻R2一端，采样电阻R2的另一端接地，采样电阻R1的另一端接MOS管Q1的源极，MOS管Q1的源极为系统内部供电端。优选的，三极管Q2为耐压80V的三极管，MOS管Q1为耐压100V的MOS管。一种TL431应用供电线路的稳压方法，基于所述的供电线路结构，当输入电压小于稳压管Z1的稳压值时，输入电压经限流电阻R3后，直接为三极管Q2的基极提供电流，稳压管Z1不工作，三极管Q2的发射极正偏，集电极反偏，三极管Q2工作在放大区，为TL431提供需要的工作电流；输出电压经过采样电阻R1和采样电阻R2后，将输出电压的变化反映到三端可编程精密基准源U1的参考端，进而通过改变三端可编程精密基准源U1的阴极，即可改变MOS管Q1的栅源电压，调整MOS管Q1的漏源电压，从而稳定输出电压；当输入电压大于稳压管Z1的稳压值时，稳压管Z1的阴极电压稳定在稳压管Z1的稳定值，三极管Q2的发射极正偏，集电极反偏，三极管Q2工作在放大区；输入电压大于稳压管Z1稳压值的部分电压落在三极管Q2的集电极和发射极上，输出电压经过采样电阻R1和采样电阻R2后，通过改变三端可编程精密基准源U1的阴极以调整MOS管Q1的漏源电压，从而稳定输出电压。所述的TL431应用供电线路结构的应用，应用于输入范围为20V～50V的电子系统中。优选的，电子系统为DC/DC变换器。所述的TL431应用供电线路结构的应用，应用于输入范围为80V～120V的电子系统中。优选的，电子系统为DC/DC变换器。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术TL431应用供电线路结构，通过设置稳压管Z1和三极管Q2，当输入电压大于稳压管Z1的稳压值时，稳压管Z1的阴极电压稳定在稳压管Z1的稳定值，三极管Q2的发射极正偏，集电极反偏，三极管Q2工作在放大区；输入电压大于稳压管Z1稳压值的部分电压落在三极管Q2的集电极和发射极上，从而克服了其输入电压范围受TL431器件工作电压范围的限制，拓宽了其输入电压范围。通过调整内部器件Q1和Q2，本专利技术可以应用于更高或更宽输入电压范围的电子系统中。本专利技术已应用于输入电压为20V～50V范围和80V～120V范围的DC/DC模块中。本专利技术解决了TL431典型应用供电线路中输入电压的限制问题，使其适应更宽的输入电压范围，极大地拓宽了TL431供电线路的应用范围。附图说明图1为现有的TL431应用的供电线路之一；图2为现有的TL431应用的供电线路之二；图3为本专利技术的TL431应用供电线路结构；图4为现有的TL431应用的供电线路之一的实例；图5为现有的TL431应用的供电线路之二的实例；图6为本专利技术TL431应用供电线路结构的实例。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术所述TL431应用供电线路结构，克服了其输入电压范围受TL431器件工作电压范围的限制，拓宽了其输入电压范围。通过调整内部器件，本专利技术甚至可以应用于更高或更宽输入电压范围的电子系统中。本专利技术中设计的供电线路结构如图3所示，包括稳压管Z1、采样电阻R1、采样电阻R2、限流电阻R3、电阻R4、三极管Q2、MOS管Q1和三端可编程精密基准源U1。三端可编程精密基准源U1为TL431。Vin端口为输入电压端，Vout端口为系统内部供电端。输入电压端接限流电阻R3的一端、三极管Q2的集电极和MOS管Q1的漏极。限流电阻R3的另一端接稳压管Z1的阴极和三极管Q2的基极。稳压管Z1的阳极接地。三极管Q2的发射极接电阻R4的一端。电阻R4的另一端接MOS管Q1的栅极和三端可编程精密基准源U1的输出端，即TL431的阴极。三端可编程精密基准源U1的阳极接地，参考端接采样电阻R1和采样电阻R2，采样电阻R2的另一端接地。采样电阻R1的另一端接MOS管Q1的源极，即Vout端口，也就是系统内部供电端。具体工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TL431应用供电线路结构，其特征在于，包括稳压管Z1、采样电阻R1、采样电阻R2、限流电阻R3、电阻R4、三极管Q2、MOS管Q1和三端可编程精密基准源U1；输入电压端接限流电阻R3的一端、三极管Q2的集电极和MOS管Q1的漏极；限流电阻R3的另一端接稳压管Z1的阴极和三极管Q2的基极，稳压管Z1的阳极接地，三极管Q2的发射极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接MOS管Q1的栅极和三端可编程精密基准源U1的输出端；三端可编程精密基准源U1的阳极接地，参考端接采样电阻R1一端和采样电阻R2一端，采样电阻R2的另一端接地，采样电阻R1的另一端接MOS管Q1的源极，MOS管Q1的源极为系统内部供电端。

【技术特征摘要】
1.一种TL431应用供电线路结构，其特征在于，包括稳压管Z1、采样电阻R1、采样电阻R2、限流电阻R3、电阻R4、三极管Q2、MOS管Q1和三端可编程精密基准源U1；输入电压端接限流电阻R3的一端、三极管Q2的集电极和MOS管Q1的漏极；限流电阻R3的另一端接稳压管Z1的阴极和三极管Q2的基极，稳压管Z1的阳极接地，三极管Q2的发射极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接MOS管Q1的栅极和三端可编程精密基准源U1的输出端；三端可编程精密基准源U1的阳极接地，参考端接采样电阻R1一端和采样电阻R2一端，采样电阻R2的另一端接地，采样电阻R1的另一端接MOS管Q1的源极，MOS管Q1的源极为系统内部供电端。2.根据权利要求1所述的TL431应用供电线路结构，其特征在于，三极管Q2为耐压80V的三极管，MOS管Q1为耐压100V的MOS管。3.一种TL431应用供电线路的稳压方法，其特征在于，基于权利要求1或2所述的供电线路结构，当输入电压小于稳压管Z1的稳压值时，输入电压经限流电阻R3后，直接为三极管Q2的基极提供电流，稳压管Z1不工作，三极管Q2的发射极正偏，集电极反偏，三极管Q2工作在放大区，为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红霞，王凯，李翠，许拴拴，王俊峰，王英武，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61