TL431是美国德州仪器公司(TI)生产的可调式精密并联稳压器,其输出电压在2.5~36V范围内连续可调。TL431的电路符号、引脚排列、等效电路和基本接线图分别如图a、b、c、d所示。图b中,A为阳极,使用时接地;K为阴极,需要经限流电阻接正电源;R是输出电压VO设定端,外接电阻分压。
等效电路分析:(1)误差放大器同相输入端接成分压电阻上的取样电压,反向输入端接内部2.5V基准电压Vref,并且设计的Uref?=?Vref,Uref常态下为2.5V,因此亦称基准端;(2)?内部2.5V基准电压源Vref;(3)?NPN型晶体管,他在电路中起到调节负载电流的作用;(4)?保护二极管,可防止K-A间电源极性接反而损坏芯片。

TL431的输出电压由外部精密电阻R1、R2来决定,如公式:
R3是IKA限流电阻,R3的选取原则是保证IKA的电流在1~100mA范围之内,以便TLP431正常工作。
TL431稳压原理分析:当VO上升时,取样电压Uref也随之升高,使得Uref?>?Vref?,比较器输出高电平,令晶体管导通,使得VO下降;反之,当VO下降时,取样电压Uref也随之下降,使得Uref?<?Vref?,比较器再次翻转,输出低电平,令晶体管导通截止,最后使得VO上升。这样循环下去,使其达到动态平横,迫使VO趋于稳定,达到稳压的目的。
TL431的主要作用是使得电路获得更稳定的电压,TL431是一种较为精密的可控稳压源,有着较为特殊的动态阻抗。其动态响应速度快,输出噪声低,价格低廉。

上述一句话概括,就是便宜,精密可控降压稳压源TL431。
TL431的输出电压可以通过两个电阻任意地设置到从2.5V到36V电压,工作电流可以从0.1~100mA,输出电压纹波低。电流最大只有100mA,但可以通过外接三极管进行扩流输出稳压大电流,这里暂时不谈,下一节我会提供扩流的电路分析
。

图1中,REF为参考端,A为阳极,K为阴极, 和稳压二极管一样要反接。由于TL431内部自带Vref2.5V基准源,所以对于图(1)的TL431接法,输出一个固定电压值,计算公式是: Vout =(R1+R2)*2.5/R2,同时R3的数值应该满足1mA < (Vcc-Vout)/R3 < 500mA。当R1取值为0的时候,R2可以省略,这时候电路变成图(2)的形式,TL431在这里相当于一个2.5V稳压管。重点是为了使TL431稳定输出,必须保证TL431流入至少1mA的电流。
图2,3,4,电压还可以稳定输出5V,7.5V,10V。但图5中12.5V已经无法正常输出,注意观察TL431的输入电流。
同时TL431和光耦是一对好搭档,经常用在开关电源的电压检测反馈电路中,这就是利用了Vref电压是2.5V的特性,看图6,7,当外加大于2.5的电压,流过TL431的电流大幅上升,可以理解为TL431导通了,通过光耦的输入端的电流加大,光耦导通量大幅加大,光耦输出端导通,进行后续的处理。
后续会提供扩流分析,谢谢大家浏览,共同学习。


