小电路、小技巧：基于TL431的恒流恒压充电电路

电路

图1所示的电路是一个客户的电子产品，这个基于TL431的电路非常简单，可以实现恒压恒流的功能，从而给电池充电，并具有充电状态的显示。在介绍其工作原理之前，让我们先了解一些关于TL431基础的知识。

图1：具有充电状态显示的充电电路

1、TL431的工作原理

TL431是可控精密稳压源，内部结构如图1所示，由图可以看到内部有一个2.5V的基准源，接在运放的反相输入端，运放的同相端Vref接外部的输入电压。当同相端的输入电压低于基准电压2.5V时，三极管截止不导通；若同相端的输入电压高于2.5V时，内部的三极管导通就会流过电流，随着同相端输入电压微小的变化，三极管的电流将从1mA到100mA变化。

同相端输入电压增加，运放的输出电压增加，输出三极管的电流IC也增加，输出三极管的电压VCE、即TL431的输出电压VCA会下降，TL431的CATHODE极整体灌入的电流也相应的增加，反之亦然。

图2：TL431的等效电路图

图3：TL431构成并联稳压电路Shunt Regulator

图4：TL431和三极管构成线性调节器

图5：TL431构成恒流恒压充电电路

图3、图4和图5的是TL431的一些基本的应用，图5是TL431和二个三极管组成的另一种恒压恒流电路，恒压部分由R2/R3、TL431控制Q1基极实现调节，恒流部分由Q2和Rs控制Q1基极实现调节，恒流值为：

Is = Vbe /Rs = 0.6V /Rs

2、具有充电状态显示的充电电路工作原理　

图1的工作原理和图5基本相类似，开始充电时如果电池电压较低，输入电压通过R1、LED到电池，LED将TL431输出电压箍位，TL431基本上不起作用，R1限定LED的电流，由电路可以得到：

IR1 = ILED+IB+ITL431 == ILED

开始充电时IB和ITL431很小可以忽略。电池充电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实现恒流。随着电池电压的提高，接近正常电压时，LED电流越来越小，当ILED小到一定时候，大部分R1电流从TL431流过，TL431开始切入工作，进入恒压状态。

TL431切入工作后同相端接外部的分压电阻，当输出电压Vo增加时，TL431同相端电压也增加，TL431输出电流也增加，Q1的基极电流降低，Q1在放大区，工作点从A移到C，如图6所示，VCE增加，从而导到Vo降低达到平衡，维持输出电压不变，反之亦然。

图6：TL431构成恒流恒压充电电路

可以看到输出恒压值由下式来设定：

Vo = (1+R2 /R3)·2.5V

可以看到上述使用TL431组成的恒压恒流电路非常简单，同时可以实现充电状态的显示功能。

idianze · 2016-10-30 09:14:48

好东西，值得学习

Jason · 2016-10-31 09:17:31

这个分析有点混乱

杭盖yang · 2016-11-1 21:06:18

这个元件常见到，学习了

as493428735 · 2016-11-2 01:07:40

对维修电路板很有价值，谢谢亲，关注您好久了。致以最美的赞

Jessie唐 · 2016-11-3 13:03:41

as493428735 发表于 2016-11-2 01:07
对维修电路板很有价值，谢谢亲，关注您好久了。致以最美的赞

感谢关注，会有更好的文章分享给大家的

as493428735 · 2016-11-9 01:43:35

Jessie唐发表于 2016-11-3 13:03
感谢关注，会有更好的文章分享给大家的

我想说我想给你打赏

Jessie唐 · 2016-11-10 13:21:58

as493428735 发表于 2016-11-9 01:43
我想说我想给你打赏

谢谢亲的支持

jsz52525jsz · 2016-11-11 14:32:24

LED接在调整管的b和E之间怎么会亮呢？有0，6V就可点亮的LED吗？

范中原 · 2016-12-19 19:58:14

TL431是各种开关电源里面的检测常客

李琴 · 2016-12-20 22:06:33

我就来看看。。。。。。。。。。。。

刘元喜 · 2016-12-21 09:22:02

好，很好，非常好！！！！！

8电子爱好者8 · 2016-12-21 09:39:49

谢谢分享

hzxfa · 2017-1-7 12:33:04

学习了，谢谢分享。

1653005850.839200 · 2017-7-10 21:57:45

不错的文章，谢谢

dongx · 2018-3-12 16:43:54

您好新手请教R1的电阻值该怎么确定呢

王建国 · 2019-7-27 09:38:28

学习了
。。。。。。。。

王栋春 · 2020-6-29 10:45:31

继NE555后又一神一样的元件

jf_39801252 · 2020-6-29 12:03:51

学到了，感谢楼主

王建国 · 2020-6-29 15:22:40

TL431也一直在用，很实用的芯片

张辉 · 2020-7-26 12:10:40

非常经典的一款电路。

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