TL431可调并联稳压器应用电路讲解

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

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。

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

TL431 功能引脚图解

TL431 功能引脚图解

三、TL431 CAD模型

1、TL431 电路符号

TL431 电路符号

2、TL431 PCB 封装

TL431 PCB 封装

3、TL431 PCB 3D 模型

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。

TL431 功能模块

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。

TL431 工作原理

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）。

TL431电路

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。

L431 可调稳压电路-并联稳压电路

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。

TL431 串联稳压电路

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。

TL431 比较电路

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。

TL431恒流源

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。

用于简单 400 mW 唱机 TL431 放大器电路

　　审核编辑：汤梓红