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TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源，也被称为电压调解器或三端取样集成电路，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。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，因其性能好、价格低，因此广泛应用在各种电源电路中。

TL431

1.特点

可编程输出电压为36V

电压参考误差：±0.4% ，典型值@25℃(TL431B)

低动态输出阻抗，典型0.22Ω

负载电流能力1.0mA to 100mA

等效全范围温度系数50 ppm/℃典型

温度补偿操作全额定工作温度范围

低输出噪声电压

2.功能框图

TL431的封装形式与塑封三极管9013等相同，如图1a所示，同类产品还有图1b所示的双列直插外形的。它有3个引脚分别为：阴极(CATHODE)、阳极(ANODE)和参考端(REF)。分别简记为C、A、R，在电路中的符号如图1(c)所示。图2 为功能模块示意图。由图可以看到，Vref是一个内部为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Vref(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，通过三极管的电流将从1到150mA变化(该图绝不是TL431的实际内部结构，只是用来分析功能)。

图1 TL431封装和电路符号

图2 TL431功能模块图

3.工作原理

TL431它相当于一只可调式齐纳稳压管，输出电压由外部精密分压电阻来设定。在图3所示的电路中，当R1和R2的阻值确定时，两者对V0的分压引入反馈，若V0增大，反馈量增大，TL431的分流也就增加，从而又导致V0下降。显见，这个深度的负反馈电路必然在REF端的电压等于基准电压处稳定，此时V0=(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，V0=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1mA。

图3 TL431等效电路图

TL431具体工作原理就是：当输入电压增大，输出电压增大导致了输出采样增大，这时内部电路通过调整使得流过自身的电流增大，这也就使得流过限流的电路增大，这样限流电阻的压降增大，而输出电压等于输入电压减限流电阻压降增大使得输出电压减小，实现稳压。

4.应用注意事项

(1)减小输出噪声

TL431的使用和稳压二极管的使用又十分相似，稳压二极管在电路中工作时，其自身会产生一种不规则的周期性噪声，这种不规则的噪声称为齐纳噪声。尽管齐纳噪声的电平不高，但它却是影响稳压二极管输出特性的重要原因之一。并联的电容就可以吸收稳压二要管的齐纳噪声，以改善稳压二极管的输出特性。另外，并联在稳压二极管上的电容还可以吸收电源的纹波，使得稳压二极管的输出电压更加平稳。其次，当稳压二极管与电容并联使用时，由于电容的充电作用，会使稳压二极管输出电压的建立时间增加，使输出电压缓慢地上升，不过，这仅是接通电源瞬间的情况。正常工作时，稳压二极管的输出电压是完全稳定的。但是，当TL431与电容并联，其选用的容量值不适合时，有时不但起不到好的作用，反而会产生振荡现象，这是因为流过TL431的电流和电容的容量有一定的关系。

实验表明，如果用容量为0.01~3μF的电容器并联在TL431上，很有可能使TL431产生振荡，因此，当TL431与电容并联使用时，应使TL431并联的电容器值大于3μF或小于0.01μF,对此必须引起注意。但当输出电压大于15V,IK大于10mA可完全避免振荡的发生。实际应用时要求并联一个33uF/10V的钽电容或者并联一个47uF/16V的电解电容。

(2)注意电流大小

流过TL431的最小电流必须大于1mA，否则失去稳压性能，最大不能超过100mA，否则就会损坏TL431，所以限流电阻的选择很重要。

(3)注意功耗

例如常见TO-92封装的TL431最大功耗为0.7W，TL431在电路的实际消耗为P=Vo*I，Vo为输出电压，I为通过TL431的电流，因此，TL431只有在输出不超过5V时才可输出140mA电流，输出电压为7V时，只能输出100mA电流，这是因为受功耗限制的缘故。常规功耗为0.5~1.2W，当其在高温、高压或大电流条件下使用时，要注意通风、散热和安全性。

(4)注意取样电阻R1和R2的选择问题

取样电阻的选材及布放，直接影响到稳压精度和温度特性，因此必须选用温度系数小、噪声小、功率裕量大的同型号精密电阻。由公式Vo=2.5×(1+R1/R2)，取Vo最大为36V，可以计算出的R1/R2最大比值为13.4，即R1最大是R2的13.4倍。

由于TL431是有较高的开环增益且响应速度快，当取样点(R1、R2的连接点)离两极较远时，电路容易产生超调自激，所以在使用时要引起注意。

(5)最小维持电流与最小阴极电压

由于TL431的内部基准Vref是靠阴极电流维持，并且低于极间电压，所以应用时要注意：TL431的输出极截止后，仍必须有大于0.2mA的阴极维持电流;当输出极“饱和”后，极间电压仍至少大于2.2V。

本文总结了TL431的特点、工作原理以及使用注意事项。总而言之，TL431是一片设计精巧、应用方便、性能可靠、性价比较高的稳压基准，应用前景广阔。
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