TL431恒流與限流電路設計技巧及改進

　　由于在抗阻上的特點，TL431經常被用來代替二極管，其作為一種精密穩壓源，被大量應用在各類電路設計當中。在LED驅動中，TL431起到了對電路進行恒流與限流的作用。關于其中的原理，網絡上已經有很多的參考資料，本文就不再進行贅述，而是將重點放在單個TL431的恒流/限流技巧講解上。

　　首先，先來熟悉一下電路圖，這里采用了反激式驅動的方式。

　　圖1

　　電路說明

　　TL431本身就是一個優秀的穩壓源，所以在這里就繼續讓其作為基準電壓來使用，以便進行恒流。圖1是最簡單的TL431恒流方案，因為不需要調試，所以此方案仍有大量的小廠在使用。而且只要TL431質量可靠的話，產品質量就取決于所選用的電阻了。

　　從恒流原理的角度來觀察圖1的電流流向， 采樣電阻與基準電壓決定著LED的通過電流，LED電路當中的通過電流由采樣電阻與TL431的基準電壓決定，所通過的電流如上圖1的ICC的公式那樣，電流流向分二個部分，一個通過采樣電阻直接消耗掉，另一個則提供uA級電流供TL431的輸入運放偏置，這部分電流基本上可忽悠不計。所以只要基準沒問題，變化小，電流是恒定的。TL431基準電壓值為2.495V， 需要考慮一定的偏差，并且有些電路恒流不能過大，不然采樣電阻固有損耗會很驚人。

　　用法技巧

　　RCS采用高精密，低溫漂電阻。體積可以的話優先采用插件電阻，實際300mA電路試過，二個1206的SMD電阻發熱量還是比較大的，可以采用更多個1206貼片，以均分損耗。若輸出電壓在30多V之內，或者不是很高的情況下，可以直接使用。光耦供電也可以不用另外提供。由于固有的損耗，所以功率越低的話越沒有優勢。經過實測，3W與5W效率差距相當大，所以功率偏大點可以“彌補”下這個固有損耗。

　　LED負載數量可以隨意變化，不會影響電流精度。電流比較小時有優勢，另外，功率不宜太大，電流400mA（實際中250mA以下）。

　　改進方法

　　如果采用TL432作為基準，損耗能夠減少一半，但由于物料用量問題，成本會相應提高。采用對2.5V基準再次分壓，可以減少部分損耗，原理圖如下：

　　圖2

　　經過這樣的改進之后，就能夠使得Rcs上的壓力得到緩解。可以先自行設置上面的基準電壓，然后再仔細調整R3、R4 ，以保證輸出電壓達標的同時，電流仍然恒定。缺點是對設計有了一定的要求，必須充分考慮到TL431基準對輸出電壓的影響，R3、R的阻值匹配比較麻煩，不適用于LED燈負載數量變化的場合。

　　本篇文章對LED驅動電路當中單個TL431的限流/恒流技巧進行了介紹，并對電路當中產生的損耗問題提出了改進的方法。可以說是非常適合新手進行閱讀的一篇入門級別文章。希望大家在閱讀過本篇文章之后，能掌握更多關于TL431的知識。