德州仪器TL431IPK电压基准芯片中文详细资料

一、型号与类型

德州仪器（TI）生产的TL431IPK是一款高性能的三端可调并联稳压器/电压基准芯片，其封装形式为SOT-89-3。这款芯片以其优越的性能和广泛的应用领域，成为电子设计领域的重要组件。TL431IPK作为电压基准芯片，具有高精度、低温度漂移、低输出噪声和低输出阻抗等特点，能够满足各种复杂电路对电压稳定性和准确性的要求。

　　厂商名称：TI德州仪器

　　元件分类：电压基准芯片

　　中文描述： 电压基准,精密,分流-可调,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

　　数据手册：https://www.iczoom.com/data/k01-37072868-TL431IPK.html

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　　TL431IPK概述

　　TL431IPK器件是三端可调节并联稳压器，在适用的汽车级、商用级和军用级温度范围内均可满足规定的热稳定性。可以通过两个外部电阻器将输出电压设置为介于Vref（约为2.5V）和36V之间的任意值。其输出阻抗典型值均为0.2Ω。此类器件的有源输出电路具有非常明显的导通特性，因此非常适合用于替代许多应用中的齐纳二极管，例如板载稳压器、可调节电源和开关电源。

　　TL431IPK初始精确度为2%。此外，低输出温漂可确保在整个温度范围内保持出色的稳定性。

　　TL431IPK器件运行温度范围为?40°C至125°C。

　　TL431IPK中文参数

　　TL431IPK引脚图

二、工作原理

TL431IPK的工作原理基于内部集成的精密2.5V基准电压源和运算放大器。该芯片内部包含一个高精度的2.5V电压参考源（VI），该参考源连接至运算放大器的反相输入端。同时，运算放大器的同相输入端（即REF端）用于接收外部反馈电压。当REF端的电压接近或等于VI（2.5V）时，运算放大器会调整其输出，以确保两者之间的电压差几乎为零。这一调整过程通过控制三极管中的电流来实现，从而保持REF端电压的稳定。

具体来说，当REF端电压因某种原因偏离2.5V时，运算放大器的输出会相应变化，驱动三极管调整其工作状态，以恢复REF端电压至2.5V。这一过程中，TL431IPK通过其阴极和阳极之间的分流作用，控制外部电路中的电流，进而实现输出电压的稳定。

三、特点

1. 高精度：TL431IPK的初始精确度高达2%，确保了输出电压的高度稳定性。

2. 宽工作范围：该芯片能在-40°C至85°C的温度范围内正常工作，适用于各种环境条件。

3. 低温度漂移：典型温度漂移仅为14mV，保证了在整个温度范围内输出电压的稳定性。

4. 低输出噪声：设计上注重低噪声性能，适用于对噪声敏感的应用场景。

5. 低输出阻抗：典型输出阻抗为0.2Ω，有利于减少外部电路对输出电压的影响。

6. 灌电流能力：能够吸收高达100mA的电流，满足大电流应用需求。

7. 环保标准：符合RoHS和REACH标准，符合现代电子产品的环保要求。

8. 静电放电（ESD）保护：具备ESD保护功能，提高了器件的抗干扰能力和可靠性。

四、应用

TL431IPK由于其卓越的性能和广泛的适用性，被广泛应用于各种电子电路中。以下是其主要应用领域：

1. 电源设计：TL431IPK可作为并联稳压器，用于设计精密电源，提供稳定的输出电压。在开关电源、线性稳压电源等场合，该芯片通过负反馈机制，确保输出电压的精确控制。

2. 电压基准：作为电压基准源，TL431IPK在需要稳定电压参考的场合中发挥着重要作用。例如，在ADC（模数转换器）中，它可以作为参考电压，确保转换结果的准确性。

3. 工业应用：在工业环境中，电源稳压和电压监控是不可或缺的。TL431IPK以其高精度和宽温度范围的特点，适用于各种工业设备的电源稳压和监控。

4. 电信设备：在电信设备中，电压的稳定性和准确性对于设备的正常运行至关重要。TL431IPK可用于电压监控和调节，确保电信设备的稳定运行。

5. 消费电子：在消费电子产品中，TL431IPK可用于为各种电路提供稳定的电压源，提升产品的性能和可靠性。例如，在智能手机、平板电脑等移动设备中，该芯片可用于电池管理和充电控制。

6. 汽车电子：在汽车电子领域，TL431IPK可用于电池管理系统（BMS），监测电池电压并进行充电控制。同时，它还可用于其他需要稳定电压源的汽车电子系统中。

五、参数

以下是TL431IPK的主要技术参数：

• 封装形式：SOT-89-3

• 参考类型：分流器

• 输出类型：可调式

• 电压-输出（最小值/固定）：2.495V

• 电压-输出（最大值）：36V

• 电流-输出：100mA

• 容差：±2.2%

• 温度系数：具体值根据产品规格书而定

• 噪声（0.1Hz至10Hz）：具体值根据产品规格书而定

• 噪声（10Hz至10Hz）：通常此参数表述有误，应为某特定频率范围内的噪声水平

• 电流-阴极：1mA（最小至100mA（最大），具体取决于应用和外部电路设计

• 电流-工作：典型值较低，通常在微安级别，具体取决于芯片的工作状态和外部负载

• 输入电压范围：TL431IPK的输入电压范围相对广泛，通常能够处理高于其参考电压（2.5V）至外部电源电压之间的任何值，但具体范围还需参考数据手册中的详细说明

• 静态电流：这是芯片在正常工作但不提供输出电流时的电流消耗。TL431IPK的静态电流通常很低，有助于降低整体系统功耗

• 线性调整率：衡量输入电压变化时输出电压稳定性的参数。TL431IPK的线性调整率较低，意味着在输入电压波动时，输出电压能够保持相对稳定

• 负载调整率：反映输出电流变化时输出电压稳定性的指标。TL431IPK的负载调整率同样优秀，确保在不同负载条件下输出电压的精度

• 温度稳定性：如前所述，TL431IPK具有低温度漂移特性，确保在不同温度环境下输出电压的稳定性

• 封装温度范围：通常支持从-40°C到+85°C（商业级）或更宽的范围（如工业级或汽车级），具体取决于产品等级

• 响应时间：指芯片对输入或负载变化的响应速度。TL431IPK的响应时间相对较快，有助于快速稳定输出电压

• ESD保护：TL431IPK通常具备一定程度的ESD（静电放电）保护能力，以防止静电冲击对芯片造成损害

• 引脚配置：SOT-89-3封装包含三个引脚：阴极（Cathode, K）、阳极（Anode, A）和参考端（Reference, R）。阴极和阳极之间通过外部元件（如电阻和电容）形成反馈回路，参考端接收外部反馈电压以调整输出电压

• 安全特性：包括过温保护、短路保护等，虽然TL431IPK本身可能不直接提供这些功能，但通过合理的外部电路设计可以实现类似的安全特性

六、设计指南与注意事项

在设计使用TL431IPK的电路时，需要注意以下几点：

1. 外部元件选择：选择合适的电阻和电容值对于确保输出电压的准确性和稳定性至关重要。电阻的精度和温度系数应仔细考虑，以避免对输出电压产生不利影响。

2. 布局与布线：良好的PCB布局和布线对于减少噪声和干扰至关重要。应尽量缩短关键信号路径的长度，避免长距离走线和交叉干扰。

3. 热管理：虽然TL431IPK的功耗较低，但在高电流应用或散热条件受限的情况下仍需注意热管理。确保芯片有足够的散热面积和适当的散热措施。

4. 电源去耦：在电源输入端添加适当的去耦电容可以减小电源噪声对芯片性能的影响。

5. 稳定性分析：在设计反馈回路时，应进行稳定性分析以确保系统在不同负载和输入条件下的稳定性。

6. 测试与验证：在完成电路设计后，应进行全面的测试和验证以确保系统满足设计要求。

综上所述，德州仪器TL431IPK是一款性能优越、应用广泛的三端可调并联稳压器/电压基准芯片。通过了解其工作原理、特点、应用及详细技术参数，并遵循设计指南与注意事项，可以充分发挥其优势，为各种电子电路提供稳定可靠的电压基准源。