TL431的稳定裕量

一、前言

  今天上午，通过实验验证了 TL431电压参考源负载电容对于输出稳压信号稳定形的影响。的确，对于TL431不同的工作电流，不同的稳压电压，对于负载滤波电容要求的范围也不一样。在B站中，朋友给出了 TI  工程师的一篇技术报告，其中对于应用 TL431稳压芯片，保证输出稳定性给出了两点重要的建议。下面就此进行初步讨论。

二、留足余量

  技术报告中的第一个结论，就是需要留有余量。在 TL431 数据手册中给出的负载电容稳定性边界条件没有给出相角裕量。也就是在TL431环路增益降低到 1时，对应的相移相接近于 0°。如果给出 30°相角裕量，实际上电容边界需要往两边移动。也就是下边界更小，上边界更大。在设计中，如果仅仅取边界的一倍进行设计，不同的器件有可能参数有所区别，就有可能还会出现震荡。所以，技术报告的第一个结论，就是采用10倍的裕量。也就是电容要么小于下边界的十分之一，要么大于上边界对应电容值的 10倍。通常，在稳压2.5V的时候，电容要么小于 1nF，要么大于 22uF。

三、等效串联电阻

  技术报告的第二个结论，就是通过增加负载电容等效串联电阻来扩大相角裕量，提高输出信号的稳定度。这是因为，电容的等效串联电阻实际上是给开关系统函数增加了一个零点，改善了高频下的相角裕量。报告中给出了不同稳定电压下，四种工作电流下对应的等效串联电阻的最小值。这些最小值给出了稳定的下限。实际上，等效电阻越大输出越稳定。通常情况下，输出负载电容使用普通的电解电容，往往在高频下等效串联电阻会比较大，有利于稳压输出信号的稳定性。如果使用高频陶瓷电容，或者MLCC，则可以通过串联适当的电阻来提高输出的稳定性。

※ 总  结 ※

  本文讨论了 TI 公司关于 TL431负载电容稳定性的技术报告。 主要结论有两个。一个是留有10倍的裕量；另一个是增加负载电容的等效串联电阻。比如使用普通的电解电容。