德州儀器TL431IPK電壓基準芯片中文詳細資料

一、型號與類型

德州儀器（TI）生產的TL431IPK是一款高性能的三端可調并聯穩壓器/電壓基準芯片，其封裝形式為SOT-89-3。這款芯片以其優越的性能和廣泛的應用領域，成為電子設計領域的重要組件。TL431IPK作為電壓基準芯片，具有高精度、低溫度漂移、低輸出噪聲和低輸出阻抗等特點，能夠滿足各種復雜電路對電壓穩定性和準確性的要求。

　　廠商名稱：TI德州儀器

　　元件分類：電壓基準芯片

　　中文描述： 電壓基準,精密,分流-可調,TL431系列,2.495V至36V,SOT-89-3

　　英文描述： V-Ref Adjustable 2.495V to 36V 100mA Automotive 4-Pin(3+Tab)SOT-89 T/R

　　數據手冊：http://www.tongliao8.com/data/k01-37072868-TL431IPK.html

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　　TL431IPK概述

　　TL431IPK器件是三端可調節并聯穩壓器，在適用的汽車級、商用級和軍用級溫度范圍內均可滿足規定的熱穩定性。可以通過兩個外部電阻器將輸出電壓設置為介于Vref（約為2.5V）和36V之間的任意值。其輸出阻抗典型值均為0.2Ω。此類器件的有源輸出電路具有非常明顯的導通特性，因此非常適合用于替代許多應用中的齊納二極管，例如板載穩壓器、可調節電源和開關電源。

　　TL431IPK初始精確度為2%。此外，低輸出溫漂可確保在整個溫度范圍內保持出色的穩定性。

　　TL431IPK器件運行溫度范圍為?40°C至125°C。

　　TL431IPK中文參數

　　TL431IPK引腳圖

二、工作原理

TL431IPK的工作原理基于內部集成的精密2.5V基準電壓源和運算放大器。該芯片內部包含一個高精度的2.5V電壓參考源（VI），該參考源連接至運算放大器的反相輸入端。同時，運算放大器的同相輸入端（即REF端）用于接收外部反饋電壓。當REF端的電壓接近或等于VI（2.5V）時，運算放大器會調整其輸出，以確保兩者之間的電壓差幾乎為零。這一調整過程通過控制三極管中的電流來實現，從而保持REF端電壓的穩定。

具體來說，當REF端電壓因某種原因偏離2.5V時，運算放大器的輸出會相應變化，驅動三極管調整其工作狀態，以恢復REF端電壓至2.5V。這一過程中，TL431IPK通過其陰極和陽極之間的分流作用，控制外部電路中的電流，進而實現輸出電壓的穩定。

三、特點

1. 高精度：TL431IPK的初始精確度高達2%，確保了輸出電壓的高度穩定性。

2. 寬工作范圍：該芯片能在-40°C至85°C的溫度范圍內正常工作，適用于各種環境條件。

3. 低溫度漂移：典型溫度漂移僅為14mV，保證了在整個溫度范圍內輸出電壓的穩定性。

4. 低輸出噪聲：設計上注重低噪聲性能，適用于對噪聲敏感的應用場景。

5. 低輸出阻抗：典型輸出阻抗為0.2Ω，有利于減少外部電路對輸出電壓的影響。

6. 灌電流能力：能夠吸收高達100mA的電流，滿足大電流應用需求。

7. 環保標準：符合RoHS和REACH標準，符合現代電子產品的環保要求。

8. 靜電放電（ESD）保護：具備ESD保護功能，提高了器件的抗干擾能力和可靠性。

四、應用

TL431IPK由于其卓越的性能和廣泛的適用性，被廣泛應用于各種電子電路中。以下是其主要應用領域：

1. 電源設計：TL431IPK可作為并聯穩壓器，用于設計精密電源，提供穩定的輸出電壓。在開關電源、線性穩壓電源等場合，該芯片通過負反饋機制，確保輸出電壓的精確控制。

2. 電壓基準：作為電壓基準源，TL431IPK在需要穩定電壓參考的場合中發揮著重要作用。例如，在ADC（模數轉換器）中，它可以作為參考電壓，確保轉換結果的準確性。

3. 工業應用：在工業環境中，電源穩壓和電壓監控是不可或缺的。TL431IPK以其高精度和寬溫度范圍的特點，適用于各種工業設備的電源穩壓和監控。

4. 電信設備：在電信設備中，電壓的穩定性和準確性對于設備的正常運行至關重要。TL431IPK可用于電壓監控和調節，確保電信設備的穩定運行。

5. 消費電子：在消費電子產品中，TL431IPK可用于為各種電路提供穩定的電壓源，提升產品的性能和可靠性。例如，在智能手機、平板電腦等移動設備中，該芯片可用于電池管理和充電控制。

6. 汽車電子：在汽車電子領域，TL431IPK可用于電池管理系統（BMS），監測電池電壓并進行充電控制。同時，它還可用于其他需要穩定電壓源的汽車電子系統中。

五、參數

以下是TL431IPK的主要技術參數：

• 封裝形式：SOT-89-3

• 參考類型：分流器

• 輸出類型：可調式

• 電壓-輸出（最小值/固定）：2.495V

• 電壓-輸出（最大值）：36V

• 電流-輸出：100mA

• 容差：±2.2%

• 溫度系數：具體值根據產品規格書而定

• 噪聲（0.1Hz至10Hz）：具體值根據產品規格書而定

• 噪聲（10Hz至10Hz）：通常此參數表述有誤，應為某特定頻率范圍內的噪聲水平

• 電流-陰極：1mA（最小至100mA（最大），具體取決于應用和外部電路設計

• 電流-工作：典型值較低，通常在微安級別，具體取決于芯片的工作狀態和外部負載

• 輸入電壓范圍：TL431IPK的輸入電壓范圍相對廣泛，通常能夠處理高于其參考電壓（2.5V）至外部電源電壓之間的任何值，但具體范圍還需參考數據手冊中的詳細說明

• 靜態電流：這是芯片在正常工作但不提供輸出電流時的電流消耗。TL431IPK的靜態電流通常很低，有助于降低整體系統功耗

• 線性調整率：衡量輸入電壓變化時輸出電壓穩定性的參數。TL431IPK的線性調整率較低，意味著在輸入電壓波動時，輸出電壓能夠保持相對穩定

• 負載調整率：反映輸出電流變化時輸出電壓穩定性的指標。TL431IPK的負載調整率同樣優秀，確保在不同負載條件下輸出電壓的精度

• 溫度穩定性：如前所述，TL431IPK具有低溫度漂移特性，確保在不同溫度環境下輸出電壓的穩定性

• 封裝溫度范圍：通常支持從-40°C到+85°C（商業級）或更寬的范圍（如工業級或汽車級），具體取決于產品等級

• 響應時間：指芯片對輸入或負載變化的響應速度。TL431IPK的響應時間相對較快，有助于快速穩定輸出電壓

• ESD保護：TL431IPK通常具備一定程度的ESD（靜電放電）保護能力，以防止靜電沖擊對芯片造成損害

• 引腳配置：SOT-89-3封裝包含三個引腳：陰極（Cathode, K）、陽極（Anode, A）和參考端（Reference, R）。陰極和陽極之間通過外部元件（如電阻和電容）形成反饋回路，參考端接收外部反饋電壓以調整輸出電壓

• 安全特性：包括過溫保護、短路保護等，雖然TL431IPK本身可能不直接提供這些功能，但通過合理的外部電路設計可以實現類似的安全特性

六、設計指南與注意事項

在設計使用TL431IPK的電路時，需要注意以下幾點：

1. 外部元件選擇：選擇合適的電阻和電容值對于確保輸出電壓的準確性和穩定性至關重要。電阻的精度和溫度系數應仔細考慮，以避免對輸出電壓產生不利影響。

2. 布局與布線：良好的PCB布局和布線對于減少噪聲和干擾至關重要。應盡量縮短關鍵信號路徑的長度，避免長距離走線和交叉干擾。

3. 熱管理：雖然TL431IPK的功耗較低，但在高電流應用或散熱條件受限的情況下仍需注意熱管理。確保芯片有足夠的散熱面積和適當的散熱措施。

4. 電源去耦：在電源輸入端添加適當的去耦電容可以減小電源噪聲對芯片性能的影響。

5. 穩定性分析：在設計反饋回路時，應進行穩定性分析以確保系統在不同負載和輸入條件下的穩定性。

6. 測試與驗證：在完成電路設計后，應進行全面的測試和驗證以確保系統滿足設計要求。

綜上所述，德州儀器TL431IPK是一款性能優越、應用廣泛的三端可調并聯穩壓器/電壓基準芯片。通過了解其工作原理、特點、應用及詳細技術參數，并遵循設計指南與注意事項，可以充分發揮其優勢，為各種電子電路提供穩定可靠的電壓基準源。