圖1所示的電路是一個客戶的電子產品，這個基于TL431的電路非常簡單，可以實現恒壓恒流的功能，從而給電池充電，并具有充電狀態的顯示。在介紹其工作原理之前，讓我們先了解一些關于TL431基礎的知識。
圖1：具有充電狀態顯示的充電電路 1、TL431的工作原理 TL431是可控精密穩壓源，內部結構如圖1所示，由圖可以看到內部有一個2.5V的基準源，接在運放的反相輸入端，運放的同相端Vref接外部的輸入電壓。當同相端的輸入電壓低于基準電壓2.5V時，三極管截止不導通；若同相端的輸入電壓高于2.5V時，內部的三極管導通就會流過電流，隨著同相端輸入電壓微小的變化，三極管的電流將從1mA到100mA變化。 同相端輸入電壓增加，運放的輸出電壓增加，輸出三極管的電流IC也增加，輸出三極管的電壓VCE、即TL431的輸出電壓VCA會下降，TL431的CATHODE極整體灌入的電流也相應的增加，反之亦然。
圖2：TL431的等效電路圖
圖2：TL431的等效電路圖
圖4：TL431和三極管構成線性調節器
圖5：TL431構成恒流恒壓充電電路 圖3、圖4和圖5的是TL431的一些基本的應用，圖5是TL431和二個三極管組成的另一種恒壓恒流電路，恒壓部分由R2/R3、TL431控制Q1基極實現調節，恒流部分由Q2和Rs控制Q1基極實現調節，恒流值為： Is = Vbe /Rs = 0.6V /Rs 2、具有充電狀態顯示的充電電路工作原理 圖1的工作原理和圖5基本相類似，開始充電時如果電池電壓較低，輸入電壓通過R1、LED到電池，LED將TL431輸出電壓箍位，TL431基本上不起作用，R1限定LED的電流，由電路可以得到： IR1 = ILED+IB+ITL431 == ILED 開始充電時IB和ITL431很小可以忽略。電池充電的恒流值可以使用下面公式： ICharge = (VLED-VBE) /R2 使用上述方法就可以實現恒流。隨著電池電壓的提高，接近正常電壓時，LED電流越來越小，當ILED小到一定時候，大部分R1電流從TL431流過，TL431開始切入工作，進入恒壓狀態。 TL431切入工作后同相端接外部的分壓電阻，當輸出電壓Vo增加時，TL431同相端電壓也增加，TL431輸出電流也增加，Q1的基極電流降低，Q1在放大區，工作點從A移到C，如圖6所示，VCE增加，從而導到Vo降低達到平衡，維持輸出電壓不變，反之亦然。
圖6：TL431構成恒流恒壓充電電路 可以看到輸出恒壓值由下式來設定： Vo = (1+R2 /R3)·2.5V 可以看到上述使用TL431組成的恒壓恒流電路非常簡單，同時可以實現充電狀態的顯示功能。 文章來源：微信公眾號 融創芯城（一站式電子元器件、PCB、PCBA購買服務平臺，項目眾包平臺） |
