TL431工作原理

TL431

TL431是由德州仪器生产，所谓TL431就是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref(2.5V)到36V范围内的任何值(如图1)。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中可以用它代替齐纳二极管，例如，数字电压表，运放电路、可调压电源，开关电源等等。

左图是该器件的符号。3个引脚分别为：阴极(CATHODE)、阳极(ANODE)和参考端(REF)。TL431的具体功能可以用如图2的功能模块示意。

由图可以看到，VI是一个内部的2.5V基准源，接在运放的反相输入端。由运放的特性可知，只有当REF端(同相端)的电压非常接近 VI(2.5V)时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF端电压的微小变化，通过三极管 图1 的电流将从1到100mA变化。当然，该图绝不是TL431的实际内部结构，所以不能简单地用这种组合来代替它。但如果在设计、分析应用TL431的电路时，这个模块图对开启思路，理解电路都是很有帮助的。

TL431工作原理

TL431是由TO_92封装，如图3可以看出，输出电压可以达到36V可调电压，工作电流也可以是0.1~100MA,动态电阻是0.22欧，输出电压中纹波低，图二是TL431应用电路，从图中可以看出,改变R2 和R3的电阻值可以改变TL431的输出基准电压，就像稳压二极管一样，只是稳压二极管和稳压值是固定的，而TL431是稳压值是动态的。图3是它作电压基准和驱动外加场效应管K790作管构成的输出电流大(约6A)、电路简单、安全的稳压电源。最大的特点输出电压高，输出电流大的特点，应用也非常广泛。

220V 的电压变压器的降压后，送到整流桥中，整流后的全波电压在C2,D6,D5,C3构成陪压电压，使得输出大约为60V 左右，Rw、R3组成分压电路，T1431、R1组成取样放大电路，9013、R2组成限流保护电路，场效应管K790作管(可直接并联使用)以及C5是输出滤波器电路等。稳压过程是：当输出电压下降，F点肯定会下降，TL431放大后E点电压就会上升，K790后，B点电压上升，这一个电压下降后自动稳压的过程，当然因负载减轻时，电压会上升，那么上面的稳压过过程就相反，从而达到稳压的目的。

TL431保护电路

上面说的是最大输出电流是6A，那么当输出电压超过6A时，R2上的电压降升高，从而使得9013处于截止，输出电流被阻止在6A以内，

元器件说明：R1选用2W、R2选用5W,其他元器件可以电路图中的参数应用。

TL431恒压电路应用

前面提到TL431的内部含有一个2.5V的基准电压，所以当在REF端引入输出反馈时，器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流，控制输出电压。如图2所示的电路，当R1和R2的阻值确定时，两者对Vo的分压引入反馈，若V o增大，反馈量增大，TL431的分流也就增加，从而又导致Vo下降。显见，这个深度的负反馈电路必然在VI等于基准电压处稳定，此时Vo=(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，特别地，当R1=R2时，Vo=5V。需要注意的是，在选择电阻时必须保证TL431工作的必要条件，就是通过阴极的电流要大于1 mA 。

当然，这个电路并不太实用，但它很清晰地展示了该器件的工作原理在应用中的方法。将这个电路稍加改动，就可以得到在很多实用的电源电路，如图4，5。