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用TL431构建恒流源的具体应用何在?

如题,看到ON的TL431的datasheet里有个TL431的典型应用之一是可以用其来构建恒流源,

 

于是,我就参照其接法用PSPICE搭了下面的电路予以仿真以便了解其性能,

  

 

仿真结果显示,当负载电阻R5增大一倍时,流经R5的电流就几乎减小了一半!

我的问题是用TL431构建的恒流源其“恒流”性能到底体现在哪里?请指教,谢谢!

 

 

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amonson
LV.8
2
2011-07-13 23:06
R3改成1K,R4改成10R就可以了。。。
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2011-07-14 08:29
@amonson
R3改成1K,R4改成10R就可以了。。。

恩,参数不对。。。

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LV.1
4
2011-07-14 08:51
@on_the_way_li
恩,参数不对。。。
这个就是利用431REF那个运放调节的。。应该是参数整错了吧
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wxd9199
LV.3
5
2011-07-14 08:51
**此帖已被管理员删除**
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2011-07-14 11:31
@
这个就是利用431REF那个运放调节的。。应该是参数整错了吧

将R3改为1K,R4改为10R,仿真下来还是一样的,电阻翻倍,电流还是减小一半……

  

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2011-07-14 11:32
@wxd9199
**此帖已被管理员删除**
已发,请查收!
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wxd9199
LV.3
8
2011-07-14 12:23
@Joe_DongBQ
已发,请查收!

谢谢~不过库里怎么没有431呢 我的版本是10.5

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2011-07-14 12:55
@wxd9199
谢谢~不过库里怎么没有431呢我的版本是10.5

发给你的是TI的库,里面就包含有TL431模型。可能是你的版本太低了,建议你升到16.3版, 16.3版本里就自带TL431模型

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Joe_DongBQ
LV.4
10
2011-07-14 16:02
@amonson
R3改成1K,R4改成10R就可以了。。。

谢谢您的建议!

但是TL431需要至少1mA的电流才能工作!将R3改成1K,R4改成10R以后,TL431的工作电流已经变成纳安级了……,仿真下来的结果还是涛声依旧……,负载电阻翻倍,电流减少一半……具体请看第六贴

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Joe_DongBQ
LV.4
11
2011-07-14 16:05
@on_the_way_li
恩,参数不对。。。
这个参数究竟应该怎么整?请前辈们不吝指点一二……谢了
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fsxqw
LV.9
12
2011-07-14 17:13
@Joe_DongBQ
发给你的是TI的库,里面就包含有TL431模型。可能是你的版本太低了,建议你升到16.3版,16.3版本里就自带TL431模型

楼主用的是原理图,实际使用的时候负载R5应该在Q1和R4中间,TL431的A脚接地,拜托。

这个电路我都做了几个超稳定的小电流恒流源了,非常好用!

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amonson
LV.8
13
2011-07-14 17:20
@Joe_DongBQ
谢谢您的建议!但是TL431需要至少1mA的电流才能工作!将R3改成1K,R4改成10R以后,TL431的工作电流已经变成纳安级了……,仿真下来的结果还是涛声依旧……,负载电阻翻倍,电流减少一半……具体请看第六贴
负载电阻太大,负载电阻要小于等于R4,R3至少要大于R4十倍以上
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Joe_DongBQ
LV.4
14
2011-07-14 21:09
@fsxqw
楼主用的是原理图,实际使用的时候负载R5应该在Q1和R4中间,TL431的A脚接地,拜托。这个电路我都做了几个超稳定的小电流恒流源了,非常好用!

谢谢你的指点!

不知道您所说的“实际使用的时候负载R5应该在Q1和R4中间”具体是放在Q1这边还是R3这边?因为Q1和R4之间还有一条连接支路,您所说的具体是哪?

我刚才照你的方法两边都试了下,并且将负载电阻R5改小到20欧姆,还是没有看出其“恒流”特性到底体现在哪!……下面是仿真结果

你能不能把你做的"几个超稳定的小电流恒流源"贴出来瞧瞧哇?

  

 

  

 

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Joe_DongBQ
LV.4
15
2011-07-15 14:24
@Joe_DongBQ
谢谢你的指点!不知道您所说的“实际使用的时候负载R5应该在Q1和R4中间”具体是放在Q1这边还是R3这边?因为Q1和R4之间还有一条连接支路,您所说的具体是哪?我刚才照你的方法两边都试了下,并且将负载电阻R5改小到20欧姆,还是没有看出其“恒流”特性到底体现在哪!……下面是仿真结果你能不能把你做的"几个超稳定的小电流恒流源"贴出来瞧瞧哇?[图片] [图片]  [图片] [图片]  

先顶一个

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amonson
LV.8
16
2011-07-15 14:33
@Joe_DongBQ
先顶一个

  

这两个图都可以,R5取10和20的话,R4就改成25

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bpyanyu
LV.8
17
2011-07-15 16:30
@Joe_DongBQ
将R3改为1K,R4改为10R,仿真下来还是一样的,电阻翻倍,电流还是减小一半……[图片][图片] [图片] 

我晕了,电流值在不计算经过431的电流是为2.5/R4,你把R4设为10R,恒流值是250mA,你电源6V,那么你的负载只能在(6-1-2.5)/0.25=10R以下的时候电路才能恒流。你取到150R当然电流就不能保持恒流啦。

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Joe_DongBQ
LV.4
18
2011-07-15 23:03
@amonson
[图片] [图片] 这两个图都可以,R5取10和20的话,R4就改成25

谢谢Amonson营长的指点,不过看起来好像还是不太行呐……负载变化,电流变化还是蛮明显的……

  

  

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Joe_DongBQ
LV.4
19
2011-07-16 10:36
顶一个
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Joe_DongBQ
LV.4
20
2011-07-16 12:32
@Joe_DongBQ
顶一个

再顶

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Joe_DongBQ
LV.4
21
2011-07-16 22:26
@Joe_DongBQ
再顶

我再顶,直到这个问题解决掉为止……

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mko145
LV.8
22
2011-07-16 23:03

你画的线路没错! R5 的位置也对. 只是几个电阻和负载的取值简直是开玩笑.

注意电流Iout的计算公式,然后仔细算算每一点的电压电流。都是最基本的电路计算。 有点耐心

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bpyanyu
LV.8
23
2011-07-16 23:42
@mko145
你画的线路没错!R5的位置也对.只是几个电阻和负载的取值简直是开玩笑.注意电流Iout的计算公式,然后仔细算算每一点的电压电流。都是最基本的电路计算。有点耐心

嗯 ,都没有仔细看看那个公式,另外,不光要满足这个公式,负载还要符合物理定律呀,那你选 的参数,要是为了维持恒流,安培法则都可以不遵守了那是不可能的事。

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Joe_DongBQ
LV.4
24
2011-07-17 10:25
@mko145
你画的线路没错!R5的位置也对.只是几个电阻和负载的取值简直是开玩笑.注意电流Iout的计算公式,然后仔细算算每一点的电压电流。都是最基本的电路计算。有点耐心

请看我在最开始第一帖里的线路参数取值,到底不合理在哪里?TL431工作在额定电流范围之内,按其Iout的计算公式,稳定电流也只有2.5个毫安。除了负载电阻阻值取值稍大外,其它我还真没看出有哪里不合理?事实上把负载电阻减小到20欧姆以内,电路还是没能体现其“恒流”的特性。

  

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Joe_DongBQ
LV.4
25
2011-07-17 10:31
@bpyanyu
嗯,都没有仔细看看那个公式,另外,不光要满足这个公式,负载还要符合物理定律呀,那你选的参数,要是为了维持恒流,安培法则都可以不遵守了那是不可能的事。
bpyanyu营长,小生生性愚钝,就麻烦您帮忙给偶选个符合物理定律的参数吧……先谢了哈
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bpyanyu
LV.8
26
2011-07-17 13:48
@Joe_DongBQ
bpyanyu营长,小生生性愚钝,就麻烦您帮忙给偶选个符合物理定律的参数吧……先谢了哈[图片]

这个我在17帖里有说明,你看看。

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bpyanyu
LV.8
27
2011-07-17 13:54
@Joe_DongBQ
请看我在最开始第一帖里的线路参数取值,到底不合理在哪里?TL431工作在额定电流范围之内,按其Iout的计算公式,稳定电流也只有2.5个毫安。除了负载电阻阻值取值稍大外,其它我还真没看出有哪里不合理?事实上把负载电阻减小到20欧姆以内,电路还是没能体现其“恒流”的特性。[图片] [图片] 
你有没有注意到在两个图中,经过Q1和R4的电流没有什么变化呀。这两个图是你的旁路参数设定的不合理,根据公式,这个电路的怀值是2.5mA你把经过R3的电流调到uA级别的时候(如设定R3=10K)这时候你负载R5在1K以下变化的时候你就能看到电流基本上是稳定的了。
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hua126
LV.2
28
2011-07-17 20:20
@Joe_DongBQ
请看我在最开始第一帖里的线路参数取值,到底不合理在哪里?TL431工作在额定电流范围之内,按其Iout的计算公式,稳定电流也只有2.5个毫安。除了负载电阻阻值取值稍大外,其它我还真没看出有哪里不合理?事实上把负载电阻减小到20欧姆以内,电路还是没能体现其“恒流”的特性。[图片] [图片] 

我也顶一下

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Joe_DongBQ
LV.4
29
2011-07-18 10:07
@bpyanyu
你有没有注意到在两个图中,经过Q1和R4的电流没有什么变化呀。这两个图是你的旁路参数设定的不合理,根据公式,这个电路的怀值是2.5mA你把经过R3的电流调到uA级别的时候(如设定R3=10K)这时候你负载R5在1K以下变化的时候你就能看到电流基本上是稳定的了。

谢谢bpyanyu营长的指点。您的思路我能理解,通常情况下你的这个观点是对的,但针对TL431的这个应用电路而言,我不太同意你的这个看法,理由如下:

1,TL431至少需要1mA以上的电流才能处于正常工作状态,你把R3电流调到uA级别,实际上也就是把TL431的工作电流也调到了uA级别,这已经偏离了TL431的正常工作状态,这显然是不合理的。

2,假如你的思路是正确的话,电路图里的三极管Q1完全可以用一只合适取值的电阻来替代它!用电阻的话计算还要比三极管要简单。既然可以用电阻替代,那为什么431的datasheet里的这个参考原理图上要弃电阻而选三极管?

  

  

 

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bpyanyu
LV.8
30
2011-07-18 10:45
@Joe_DongBQ
谢谢bpyanyu营长的指点。您的思路我能理解,通常情况下你的这个观点是对的,但针对TL431的这个应用电路而言,我不太同意你的这个看法,理由如下:1,TL431至少需要1mA以上的电流才能处于正常工作状态,你把R3电流调到uA级别,实际上也就是把TL431的工作电流也调到了uA级别,这已经偏离了TL431的正常工作状态,这显然是不合理的。2,假如你的思路是正确的话,电路图里的三极管Q1完全可以用一只合适取值的电阻来替代它!用电阻的话计算还要比三极管要简单。既然可以用电阻替代,那为什么431的datasheet里的这个参考原理图上要弃电阻而选三极管?[图片] [图片] [图片] [图片]  

第一点是我没考虑到,这个我说的是错了(我查了下431的电流典型是0.5mA最大1mA),虽然选10K的时候电路可能也会工作但如果批量的话可能会出些问题。

第二点你没有理解正解,因为R4没有变化所以经过Q1的也没有变化,Q1在负载变化的时候要起到调整的作用,如果换为电阻的话就无法自动恒流了。

你负载变化太小无法反映出来用三极管和电阻的区别。

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Joe_DongBQ
LV.4
31
2011-07-18 12:46
@bpyanyu
第一点是我没考虑到,这个我说的是错了(我查了下431的电流典型是0.5mA最大1mA),虽然选10K的时候电路可能也会工作但如果批量的话可能会出些问题。第二点你没有理解正解,因为R4没有变化所以经过Q1的也没有变化,Q1在负载变化的时候要起到调整的作用,如果换为电阻的话就无法自动恒流了。你负载变化太小无法反映出来用三极管和电阻的区别。

1,你所说的“431的电流典型是0.5mA最大1mA” 指的是TL431工作时调整电流而非工作偏置电流,调整电流和工作偏置电流是两个概念。TL431的工作偏置电流一般是最小1mA,最大100mA.

 

 2,个人认为在这个TL431的应用电路里,三极管的调节作用几乎为0。原因是TL431的在确定的电阻R4上引起的电流是恒定的,而TL431的参考输入电流Iref大约2uA左右且基本恒定,所以三极管Q1的射极电流也就基本恒定,三极管的调节作用是需要通过其流过的电流的变化来实现的。在这个电路里已经将Q1的电流钳制在一个恒定的大小了,那么在负载变化时三极管又怎么来调节呢?

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