TL431的恒流源电路

dlcnight

TL431的恒流源电路 [复制链接]

 

设计了一个基于TL431的恒流源电路，如下图所示。
图中选用的是PMOS BSS84P，其导通电压是-1~-1.2V。但是实际调试发现431工作不正常。测得PMOS g级对地电压为1.7V，PT100上压降是2.2V，R5压降是2.8V。说明有很大电流流入431的基准电压端。 更换R1阻值为50R,2.7K不能解决问题。

将PMOS bss84p换为NMOS 2N7002电路正常工作。

不明白问题出在哪。。。

maychang

TL431的工作：1脚对2脚电压高于片内基准，3脚对2脚电压会降低，也就是TL431的3脚和2脚之间更趋于导通。
现在你用了一支P沟管，构成反向放大器。那么P沟管漏极与门极(也就是3脚)电压变化方向相反。流过PT100电流过大，TL431的1脚电压过高，3脚电压降低，P沟管更趋于导通，流过PT100电流更大……
结果，负反馈变成正反馈了。

maychang

TL431datasheet上就有恒流电路，可以参考。不同之处仅仅是datasheet上恒流电路使用了BJT，你使用了MOSFET。

dlcnight

maychang 发表于 2016-11-15 22:23
TL431的工作：1脚对2脚电压高于片内基准，3脚对2脚电压会降低，也就是TL431的3脚和2脚之间更趋于导通。
现 ...

大概明白了，我贴了个431手册上的等效电路图。你的意思是，当REF脚（1）电压变化时（假如偏高），3脚输出电流增大，3脚电位降低，PMOS导通程度变大，导致流过恒流回路的电流增大，此时1脚电压继续增加，负反馈变为正反馈，导致工作不正常。

当换为nmos时，若REF脚（1）电压变化（假如偏高），3脚输出电位降低，nmos导通程度降低，此时流过恒流回路的电流减小，1脚电压降低，为负反馈，工作稳定。

dlcnight

maychang 发表于 2016-11-15 22:29
TL431datasheet上就有恒流电路，可以参考。不同之处仅仅是datasheet上恒流电路使用了BJT，你使用了MOSFET。

好的，做高精度恒流源的话使用运放+431效果是不是更好，毕竟431ref有输入电流2uA左右。考虑到温度稳定性，怎么设计比较好？

maychang

dlcnight 发表于 2016-11-16 09:54
大概明白了，我贴了个431手册上的等效电路图。你的意思是，当REF脚（1）电压变化时（假如偏高），3脚输出 ...

用P沟MOS管是门极输入漏极输出，输出输入反相；用N沟MOS管是门极输入源极输出，输出输入同相。这两种放大刚好差了180度。几乎不必考虑中间那些过程即可判断：如果先前那种情况环路相位关系错误，那么只要把其中一个环节相位改变180度就一定是正确的(限频率不太高情况，高频时电路中分布参数会产生附加相移)。

maychang

dlcnight 发表于 2016-11-16 10:02
好的，做高精度恒流源的话使用运放+431效果是不是更好，毕竟431ref有输入电流2uA左右。考虑到温度稳定性 ...

TL431内部就有一个运放，增益相当高。如果另加一个运放有可能环路增益非常高，而环路增益非常高是有风险的：电路中分布参数更容易引起寄生振荡。
绝对不应该追求某一项指标，必须综合考虑。

maychang

dlcnight 发表于 2016-11-16 10:02
好的，做高精度恒流源的话使用运放+431效果是不是更好，毕竟431ref有输入电流2uA左右。考虑到温度稳定性 ...

TL431输入电流较大，约1～2uA。相对于你所要的1mA电流，2uA为千分之二。而TL431输入电流的变化就更小。
你的电流取样电阻R5，在温度变化20摄氏度时(假定环境温度变化范围有这么大)电阻值变化是否小于千分之一？
用运放当然可以，但用运放，需要考虑的问题更多，设计时需要更谨慎。

dlcnight

maychang 发表于 2016-11-16 10:54
TL431输入电流较大，约1～2uA。相对于你所要的1mA电流，2uA为千分之二。而TL431输入电流的变化就更小。
...

选偏置电流小的可做跟随的轨到轨运放应该就ok吧，应该比431效果好

何子衿

有一个疑问请教一下为啥我用这个电路，在稳压的电阻后面接负载，Vref会降低到1.9左右，而且不恒流

 

何子衿

 

何子衿

这个电路实测时出现R32两端电压无法稳在2.5V,测量结果为1.9V，并且改变负载R33阻值大小，R32两端电压也会随之改变，测量流过R33的电流也会随负载变化而变化

秋天的琴湖

输出电流范围不大

秋天的琴湖

这种可以由三极管决定电流大小