超级电容TL431方案全讲解

本方案采用九个2.7V/50F的法拉电容串联，采用TL431进行均衡，均衡电流1A，充电电压24.3V。

设计思路

TL431内部构造图

由芯片数据手册可知，TL431芯片内部基准源为2.5v(实际2.475-2.525之间)

那么很容易就知道芯片内部的逻辑:

当”+”输入端电压高于”－”输入端时，电压比较器输出为高电平,三极管导通，K位置输出低电平；

当”+”输入端电压低于”－”输入端时，电压比较器输出为低电平，三极管截至，K位置等于输入；

那么我们就可以用来制作一个超级电容均压电路

各元器件参数选取思路：

均衡电压怎么设置：

根据数据手册给出的公式：Vout = （R5+R6）*2.5/R6，我们将均衡电压设置在2.7V

TL431的工作电流：

TL431流过的电流需要在1-100ma,所以输入电压值除以220R=（0-13ma）

(考虑会有个体电压能冲到0-3V，所以需要谨慎选取电阻阻值)

为什么采取两个4.7R电阻并联：

等效电阻为2.35R，考虑极端情况（个体电容冲到3V），除去中功率三极管压降，会有2.7V施加在上面，也就是2.7/2.35=1.15A,每个电阻承担(1.15/2)^2*4.7=2.7W，符合市面上能买到的电阻参数（直插电阻4.7R/3W）。

（实际功率应该留有一定的裕量，所以这部分电路可以诸位自行更改，比如选用2R/5W,这样极端情况下功率为3.6W，相对于额定留有30%裕量）

三极管的功率：

我使用的中功率晶体管D882 30V/3A ，电流的冗余留的很多了，加上大封装，散热还是可以的。

（D882管电流有点小，基极电阻有点大，都造成了管的压降有点大，扩流的话三极管可选5A以上的）

极端情况仿真结果图：

最后梳理一下：该方案的均压逻辑：

当分压后”+”输入端电压高于”－”输入端2.5V时，电压比较器输出为高电平,三极管导通，K位置输出低电平,S8550(PNP)导通，D882（PNP）导通；

当分压后”+”输入端电压低于”－”输入端2.5V时，电压比较器输出为低电平，三极管截至，K位置等于输入,S8550(PNP)截止，D882（PNP）截止；

原文链接：

https://blog.csdn.net/qq_44125275/article/details/127715588