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1. TL431內(nèi)部結(jié)構(gòu)
TL431內(nèi)部本質(zhì)就是一個(gè)運(yùn)放控制的晶體管,依靠運(yùn)放的反饋實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定控制。
2. 震蕩原因①-輸出電容過(guò)大
很對(duì)人在應(yīng)用時(shí)會(huì)在TL431的K與A之間直接添加電容濾波,這個(gè)電容如果過(guò)大就會(huì)導(dǎo)致震蕩,其根源與運(yùn)放加大的輸出電容會(huì)震蕩一樣,大的輸出電容導(dǎo)致的延遲減小了系統(tǒng)的相位裕度,相位裕度降低到一定程度就會(huì)引發(fā)震蕩.
3. 震蕩原因② - 輸出電容ESR過(guò)小
如果輸出電容的ESR非常小,例如陶瓷電容的ESR在mR級(jí)別,太小的ESR相當(dāng)于讓系統(tǒng)損失了零點(diǎn),而零點(diǎn)可以提高相位裕度,因此還是相位裕度過(guò)低引發(fā)的震蕩.
4. 震蕩原因③ - IKA即陰極電流過(guò)小
TL431的工作區(qū)間推薦灌電流為 1~100mA,數(shù)據(jù)手冊(cè)中說(shuō)明的 最小工作電流為1mA。當(dāng) IKA < 1mA 時(shí),TL431 內(nèi)部放大器進(jìn)入低偏置狀態(tài)易震蕩,因?yàn)槠鋬?nèi)部晶體管工作點(diǎn)偏離線性區(qū),其開(kāi)環(huán)增益下降,響應(yīng)變慢,從頻域角度講,相位延遲變大,甚至超過(guò)180°;
5. 震蕩原因④ - 輸出電壓設(shè)定太大
輸出電壓設(shè)定比越大,意味著R1/R2 比例越大,則,系統(tǒng)環(huán)路增益越大,響應(yīng)更“激烈”,更容易引起震蕩;
6. 如何避免震蕩
- 確保 IKA ≥ 1mA,最好保持 5~10mA,這里有個(gè)易出問(wèn)題的點(diǎn),就是當(dāng)負(fù)載突然減小或者撤掉時(shí)會(huì)導(dǎo)致IKA小于1mA,因此設(shè)計(jì)的時(shí)候可以預(yù)留電阻假負(fù)載,強(qiáng)行加一個(gè)大于1mA的IKA.
- 在并聯(lián)電容前串聯(lián)一個(gè)小電阻(等效于ESR),例如在輸出端串聯(lián) 0.1~1Ω 電阻;
- 使用鋁電解或鉭電容代替純陶瓷電容,這兩種電容的ESR遠(yuǎn)大于MLCC;
- 避免設(shè)定太大的輸出電壓;