圖1所示的電路是一個(gè)客戶的電子產(chǎn)品，這個(gè)基于TL431的電路非常簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)恒壓恒流的功能，從而給電池充電，并具有充電狀態(tài)的顯示。在介紹其工作原理之前，讓我們先了解一些關(guān)于TL431基礎(chǔ)的知識(shí)。

圖1：具有充電狀態(tài)顯示的充電電路

1、TL431的工作原理

TL431是可控精密穩(wěn)壓源，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，由圖可以看到內(nèi)部有一個(gè)2.5V的基準(zhǔn)源，接在運(yùn)放的反相輸入端，運(yùn)放的同相端Vref接外部的輸入電壓。當(dāng)同相端的輸入電壓低于基準(zhǔn)電壓2.5V時(shí)，三極管截止不導(dǎo)通;若同相端的輸入電壓高于2.5V時(shí)，內(nèi)部的三極管導(dǎo)通就會(huì)流過電流，隨著同相端輸入電壓微小的變化，三極管的電流將從1mA到100mA變化。

同相端輸入電壓增加，運(yùn)放的輸出電壓增加，輸出三極管的電流IC也增加，輸出三極管的電壓VCE、即TL431的輸出電壓VCA會(huì)下降，TL431的CATHODE極整體灌入的電流也相應(yīng)的增加，反之亦然。

圖2：TL431的等效電路圖

圖3：TL431的等效電路圖

圖4：TL431和三極管構(gòu)成線性調(diào)節(jié)器

圖5：TL431構(gòu)成恒流恒壓充電電路

圖3、圖4和圖5的是TL431的一些基本的應(yīng)用，圖5是TL431和二個(gè)三極管組成的另一種恒壓恒流電路，恒壓部分由R2/R3、TL431控制Q1基極實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，恒流部分由Q2和Rs控制Q1基極實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，恒流值為：

Is = Vbe /Rs = 0.6V /Rs

2、具有充電狀態(tài)顯示的充電電路工作原理

圖1的工作原理和圖5基本相類似，開始充電時(shí)如果電池電壓較低，輸入電壓通過R1、LED到電池，LED將TL431輸出電壓箍位，TL431基本上不起作用，R1限定LED的電流，由電路可以得到：

IR1 = ILED+IB+ITL431 == ILED

開始充電時(shí)IB和ITL431很小可以忽略。電池充電的恒流值可以使用下面公式：

ICharge = (VLED-VBE) /R2

使用上述方法就可以實(shí)現(xiàn)恒流。隨著電池電壓的提高，接近正常電壓時(shí)，LED電流越來越小，當(dāng)ILED小到一定時(shí)候，大部分R1電流從TL431流過，TL431開始切入工作，進(jìn)入恒壓狀態(tài)。

TL431切入工作后同相端接外部的分壓電阻，當(dāng)輸出電壓Vo增加時(shí)，TL431同相端電壓也增加，TL431輸出電流也增加，Q1的基極電流降低，Q1在放大區(qū)，工作點(diǎn)從A移到C，如圖6所示，VCE增加，從而導(dǎo)到Vo降低達(dá)到平衡，維持輸出電壓不變，反之亦然。

圖6：TL431構(gòu)成恒流恒壓充電電路

可以看到輸出恒壓值由下式來設(shè)定：

Vo = (1+R2 /R3)·2.5V

可以看到上述使用TL431組成的恒壓恒流電路非常簡(jiǎn)單，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)充電狀態(tài)的顯示功能。