干货|精密稳压源搭建一款10mA恒流电路
前些日子写了一篇用运放搭建一个恒流源的方法：这道硬件面试题你接得住吗？有网友在留言区给我留言问我还有没有其他方式实现，今天再分享一个实用的恒流源搭建方法，这次不是用运放，这次用常见的一款精密稳压芯片TL431。
TL431是可控精密稳压源。它的输出电压用两个电阻就可以设置从Vref（2.495V）到36V范围内的任何值。TL431的具体功能可以用下图1的功能模块示意。由图1可以看到，Vref是一个内部的2.5V的基准源，接在运放的反向输入端。由运放的特性可知，当REF端（运放同向端）的电压高于Vref（2.495V）时，运放输出高电平，三极管打开，才会有电流通过。同相输入电压少于2.495V时，运放输出低电平，三极管关闭处于截止状态（理想状态下），此时，CATHODE端是一个开漏状态，可以靠外部上拉电阻将其拉高。当然，图1不是TL431的实际内部结构，但可用于分析理解电路。
正规芯片厂商在设计芯片手册的时候会考虑到其产品可能会用到各种场景，因此会据此推出一些推荐应用方案框图，或是官方演示板等信息，这就要求工程师要仔细阅读数据手册，以便更快更准确的找到我们设计所需的信息。关于怎样阅读芯片手册，可以查阅往期文章：硬件工程师，学会阅读Datasheet很重要。我们在TL431芯片手册上找到推荐的设计，如下图 2 所示
图 2 恒流源设计框图
如上原理框图电路连接方式：A端接地、C端接上拉电阻，REF端接采样电阻Rs到地。将如上图 2 恒流源设计框图在仿真软件中演示如下图 3。下图左侧虚线框内部分为模拟TL431内部结构，右侧部分为芯片手册中推荐的外部连接。此图实现10mA恒流输出的功能。大概实现原理如下：根据运放虚短原则，电路在运放和三极管的调节下实现平衡，此时正端VREF=Vref=2.495V，根据设计目标流过负载的电流10mA，因此我们设置检测电阻R3=2.495V/10mA=249.5Ω。
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首次发布时间：2023-06-16
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