TL431 是什么元件？TL431工作原理+功能引脚图+电路案例详解，秒懂
今天是 TL431 ，主要是以下几个方面：
- 1、TL431是什么元件？
- 2、TL431 功能引脚图解
- TL431 三个引脚怎么区分？
- 3、TL431 CAD模型
- 4、TL431 工作原理详解
- 5、TL431 好坏怎么测量?
- 6、TL431 并联稳压电路
- 7、TL431 串联稳压电路
- 8、TL431 比较器电路
- 9、TL431 恒流源电路
- 10、TL431 放大器电路
一、TL431是什么元件？
TL431 是具有三个端子的可调并联稳压器，因为优异的性能和便宜的价格，可以广泛应用于单片机精密开关电源或精密线性稳压电源。
TL431 是可调分流电压基准，在整个工作温度范围内具有可靠的温度稳定性。
TL431 既可用作正电压参考，也可用作负电压参考，因为它用作并联稳压器，TL431 具有低输出噪声电压。此外，TL431 还可以组成电压比较器、电源电压监测器、延时电路、精密恒流源等。
下图为 TL431 实物图：
二、TL431 功能引脚图解
有人会问 TL431 三个引脚怎么区分？具体的看下图，将标识正对着自己，从左往右依次是：参考端、阳极、阴极。
下面 2 图为 ：TL431 功能引脚图解
三、TL431 CAD模型
1、TL431 电路符号
2、TL431 PCB 封装
3、TL431 PCB 3D 模型
四、TL431 工作原理详解
1、TL431 功能模块（仅供参考）
从下图中可以看出，Vref 是一个内部 2.5V 参考源，连接到运放的反相输入端。从运放的特性可以知道，只有参考端（同相端）的电压非常接近Vref（2.5V）时，才会有稳定的、不饱和的电流通过晶体管。
并且随着参考端电压的微小变化，通过三极管的电流会从1变化到150mA，这个数字不是 TL431 的实际内部结构，只是用来分析功能。
2、TL431 等效功能示意图（仅供参考）
TL431 等效功能图如下图所示：
由一个 2.5V 精密基准电压源、一个电压比较器和一个输出开关管组成，基准端的输出电压与精密基准电压源比较，当参考端电压超过2.5V时，TL431立即开启。
TL431 相当于一个可调齐纳稳压器，输出电压由外接精密分压电阻设定。
在下图所示的电路中，当 R1 和 R2 的阻值确定后，两者对 V0 的分压引入反馈。如果 V0 增加，反馈量增加，TL431 的分流增加，进而导致 V0 下降。
显然，当参考端电压等于参考电压时，这个深度的负反馈电路一定是稳定的，此时 V0=(1+R1/R2)Vref。
选择不同的 R1 和 R2 值可以获得 2.5V 至 36V 范围内的任意电压输出。特别是当R1=R2时，V0=5V。需要注意的是，选择电阻时必须保证 TL431 工作的必要条件，即通过阴极的电流必须大于1mA。
所以 TL431 的工作原理是：
当输入电压增加时，输出电压增加，输出采样增加。
这时，内部电路被调整以增加流过自身的电流，这也增加了电流限制电路。结果，限流电阻的电压降增加，输出电压等于输入电压减去限流电阻，压降的增加导致输出电压下降。从而实现电压调节。
五、TL431 好坏怎么测量？
如下图所示是用 TL431 测试的电路，电源为 0~20V 维护电源。
在阴极和电源之间连接了一个电流表，这样做是为了清楚地观察 阴极电流随 G 极电压的变化而变化。接着还在 阴极和阳极之间接了一个电压表，这样就可以清楚的观察到 TL431输出随电源的变化。
测试前，将电位器调至中间值附近，然后用数字表测量K极对地电压，调整维修电源的电压输出。这时可以发现阴极与地之间的电压只有两种状态：一种是2V左右（低电平）；另一种是2V左右（低电平）。另一个等于电源电压（高电平）。
那么如何判断 TL431 的好坏呢？
对于在线式TL431电源误差比较器，可采用外接维修电源进行检测。将维修电源接入TL431的采样点，当电压高于标称电压时，TL431导通，阴极电压为低。
也就是说，当电源电压升高时，TL431导通，使光电耦合器的二极管导通，使三极管处于饱和状态，最终缩短初级功率开关管的导通时间（降低占空比）。这样，输出电压就降低了。
如果维持电压降低，则TL431截止，K极电压高，光电耦合器的二极管截止，使三极管处于截止状态，最终控制增加变压器初级功率开关的开启时间（增加占空比）。
增加输出电压。开关电源的闭环稳压电路是利用TL431的开或关两种状态来调节开关的占空比来控制输出电压的稳定。
用万用表测量时，若 lC 两极间电阻正常，则可判断TL431正常。使用维修电源上电测试时，在改变电源电压的情况下，若TL431极对地有高低电平两次变化，则可判断TL431正常。
六、TL431 可调稳压电路-并联稳压电路 （仅供参考）
并联稳压电路是TL431431最常用的电路，输出电压 Vout=(1+R1/R2)Vref。
选择不同的 R1 和 R2 的值可以得到从 2.5V 到 36V 范围内的任意电压输出，特别是当 R1=R2 时，VO=5V。
由于参考极输入采用射极跟随器，因此具有很高的输入阻抗，而且输入电流很小。
七、TL431 串联稳压电路（仅供参考）
串联稳压电路可以说是并联稳压电路的延伸，但是电流输出可以很大（如果用大电流复合管的话），但是输出电压公式是一样的，Vout=(1+R1/ R2)Vref，注意最小输出Vout（min）=Vref+Vbe。
R 由 TL431 提供工作电流，晶体管 Q 提供基极电流，C1 起补偿作用，TL431 耗散功率PD=Vout*(Iout/β)，其中β为晶体管放大系数。
此参考电源适用于负载电流变化，当电源电流和负载电流同时减小时，或需要休眠或关闭参考源时。
八、TL431 比较电路（仅供参考）
利用 TL431 的Vref 参考电压可以设计一个带有温度补偿电压参考的单功率比较器，其中Vth = Vref，当 Vin＜Vref 时，Vout＞0；当 Vin＞Vref 时，Vout≌2V。
九、TL431恒流源（仅供参考）
因为 Vref 端的电压始终稳定在 2.5V，那么连接到 REF 端与地之间的电阻流过的电流应该是恒定的。利用这一特性，可以为 TL431 设计一个精密的恒流源。恒流 I=Vref/R1。
十、TL431 放大器电路（仅供参考）
下图为用于简单 400 mW 唱机 放大电路。
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