TL431恒流与限流电路设计技巧及改进 技巧

我是MT

由于在抗阻上的特点，TL431(＄0.0625)经常被用来代替二极管，其作为一种精密稳压源，被大量应用在各类电路设计当中。在LED驱动中，TL431起到了对电路进行恒流与限流的作用。关于其中的原理，网络上已经有很多的参考资料，本文就不再进行赘述，而是将重点放在单个TL431的恒流/限流技巧讲解上。
　　首先，先来熟悉一下电路图，这里采用了反激式驱动的方式。

　　

　　图1

　　电路说明
　　TL431本身就是一个优秀的稳压源，所以在这里就继续让其作为基准电压来使用，以便进行恒流。图1是最简单的TL431恒流方案，因为不需要调试，所以此方案仍有大量的小厂在使用。而且只要TL431质量可靠的话，产品质量就取决于所选用的电阻了。
　　从恒流原理的角度来观察图1的电流流向， 采样电阻与基准电压决定着LED的通过电流，LED电路当中的通过电流由采样电阻与TL431的基准电压决定，所通过的电流如上图1的ICC的公式那样，电流流向分二个部分，一个通过采样电阻直接消耗掉，另一个则提供uA级电流供TL431的输入运放偏置，这部分电流基本上可忽悠不计。所以只要基准没问题，变化小，电流是恒定的。TL431基准电压值为2.495V， 需要考虑一定的偏差，并且有些电路恒流不能过大，不然采样电阻固有损耗会很惊人。
　　用法技巧
　　RCS采用高精密，低温漂电阻。体积可以的话优先采用插件电阻，实际300mA电路试过，二个1206的SMD电阻发热量还是比较大的，可以采用更多个1206贴片，以均分损耗。若输出电压在30多V之内，或者不是很高的情况下，可以直接使用。光耦供电也可以不用另外提供。由于固有的损耗，所以功率越低的话越没有优势。经过实测，3W与5W效率差距相当大，所以功率偏大点可以“弥补”下这个固有损耗。
　　LED负载数量可以随意变化，不会影响电流精度。电流比较小时有优势，另外，功率不宜太大，电流400mA（实际中250mA以下）。
　　改进方法
　　如果采用TL432(＄0.1000)作为基准，损耗能够减少一半，但由于物料用量问题，成本会相应提高。采用对2.5V基准再次分压，可以减少部分损耗，原理图如下：

　　

　　图2

　　经过这样的改进之后，就能够使得Rcs上的压力得到缓解。可以先自行设置上面的基准电压，然后再仔细调整R3、R4 ，以保证输出电压达标的同时，电流仍然恒定。缺点是对设计有了一定的要求，必须充分考虑到TL431基准对输出电压的影响，R3、R的阻值匹配比较麻烦，不适用于LED灯负载数量变化的场合。
　　本篇文章对LED驱动电路当中单个TL431的限流/恒流技巧进行了介绍，并对电路当中产生的损耗问题提出了改进的方法。可以说是非常适合新手进行阅读的一篇入门级别文章。希望大家在阅读过本篇文章之后，能掌握更多关于TL431的知识。