TL431 稳压器：引脚配置及其应用

2021-09-10

TL431 稳压器：引脚配置及其应用

1977年德州仪器推出TL431稳压二极管，其工作原理与齐纳二极管类似。它是一个 3 端双极晶体管，相当于一个理想的 n 型晶体管，没有滞后损耗。它是一个并联稳压器，可调。TL431稳压器的等效系列有ATL431、TL432、LM431、KS431、TS431和142EH19稳压器。

这些稳压电路的功能相似，只是它们的尺寸、精度、布局、工作电流和速度特性不同。它是一款采用 TO-92 封装类型的 8 引脚稳压器。本文通过简单的电路提供了有关 TL431 稳压器工作的所有详细信息。

什么是 TL431 稳压器？

TL431 稳压器是一款可调精密型并联稳压器IC。通过改变连接电阻的值，可以对输出电压进行编程。因此，它被称为可编程并联稳压器。除了额定电压可编程外，该 IC 的工作原理几乎与齐纳二极管相似。

它也称为可调齐纳二极管。它主要用于电路中提供正电压参考或负电压参考。其成本低，通常用作隔离电源电路中的参考电压提供器。TL431稳压芯片如下图所示。

TL431稳压器的引脚配置

它是一种三端并联稳压二极管集成电路，采用 To-92 封装类型。调整连接到 IC 参考端的电阻分压器，将输出电压额定值从 2.5 伏更改为 36 伏。工作电流范围为 1 mA 至 100 mA，典型阻抗值为 0.22 欧姆。

它在很宽的工作温度范围内提供稳定的性能。在各种应用中，它在需要更换齐纳二极管时使用，因为它的工作原理几乎与齐纳二极管相似，只是输出电压可编程和可调。广泛应用于过压和欠压监测电路、窗口电压监测电路、电源作为参考电压源。

TL431 稳压器引脚配置/引脚图

TL431 稳压器是一种三端并联稳压器，在汽车、军事和商业的适用温度范围内具有一定的热稳定性。TL431 稳压器引脚配置/引脚图如下图所示。TL431稳压二极管的原理图符号如下图所示。

TL431 示意图

Pin1（参考）：用于设置齐纳二极管的额定电压

Pin2（Anode）：是等效齐纳二极管的阳极端

Pin3（Cathode）：是等效齐纳二极管的阴极端。

TL431 规格

该TL431规格或技术特点有：

它是一个齐纳二极管，可编程

输出电压范围为 2.5 伏至 36 伏

输出电压容差为 +-4%

输出电流或灌电流范围为 1 mA 至 100 mA

输出阻抗为 0.22 欧姆

3 引脚 TL431 采用 To-92 封装类型。8 引脚 TL431 采用 SOIC 和 PDIP 封装。

工作温度范围为 -40°C 至 125°C

输出噪声低。

典型温度漂移：6 mV (C temp) 和 14 mV (I Temp, Q temp)

在 25°C 时，参考电压容差为 1%（A 级）、0.5%（B 级）、2%（标准级）

它的成本非常低。

电路图/如何使用

TL431稳压集成电路的电路图如下图所示。

TL431稳压器电路图

从上面的电路图中，我们观察到NPN 晶体管从同相端子上具有 2.5 伏精确参考电压额定值的运算放大器偏置。晶体管的集电极连接到 TL431 IC 的阴极端子，晶体管的发射极端连接到 TL431 IC 的阳极端子。

现在考虑 TL431 稳压器 IC 用作比较器。比较器的一侧将具有 2.5 伏的精确电压，而另一侧则在参考端子的帮助下进行设置。此功能主要适用于SMPS（开关模式电源），因为 TL431 稳压器 IC 可以将获得的输出电压与所需的输出电压进行比较，并通过提供反馈路径来控制开关频率。为了隔离高压部分，光耦合器通常与此电路设置一起使用。

现在让我们学习一些使用主要电子元件TL431稳压器的基本和简单的电路。

精密参考电压电路

使用TL431稳压器的精密参考电压电路的电路图如下所示。它提供更好的温度稳定性和巨大的输出电流。为避免自激，在连接到容性负载时应仔细考虑 CL 的值。

精密电压基准电路

可调稳压电源

输出电压 Vo 的可调范围在 2.6 伏和 36 伏之间。

输出电压 Vo 的表达式写为，

Vo = Vref (1+R1/R2)

因为 Vref 设置为 2.5 伏

电路所能承受的电压与（Vo-Vi）有关。如果电压差很大，那么电阻消耗的功率就会增加。使用该稳压二极管的可调稳压电源的电路图如下所示。

可调稳压电源

电压比较器

在此应用中，有效地使用了电压 Vref = 2.5 伏特。TL431 稳压二极管中存在的小内阻有助于非常轻松有效地跟踪输入和输出波形。使用TL431稳压二极管的电压比较器电路图如下图所示。

电压比较器电路图

电压监视器

利用稳压器的传递特性来实际设计电压监控器。在电压上限和下限时，LED 功率、上电压和下电压分别为 (1+R1/R2) 和 (1+R3/R4)。下面的电路图说明了使用 TL431 稳压二极管的电压监视器。

电压监控电路

过压保护电路

当输入电压 Vi 超过一定电压时，稳压器开始触发。此时晶闸管导通，产生很大的瞬时电流。这有助于熔断保险丝并保护后电路。在保护点，电压将为 (1+R1/R2)Vref。使用 TL431 进行过压保护的电路图如下所示。

过压保护电路

TL431 稳压器的使用/应用

下面列出了 TL431 稳压器的应用。

它用于 SMPS（开关模式电源）

用于隔离电源电路中。

用于具有集成基准的电压比较器

用于电流调节电路。

用于精密参考电压源电路

用于稳压电源电路，可调

用于过压保护电路

用于电压监视器

用于恒流源电路

用于可控分流特性

需要更换齐纳二极管时使用。

用于太阳能应用

用于监视器和电池充电器电路

替代的 TL431 稳压器是齐纳二极管和 TLV431、LM431 和 TS431L1 稳压器的变体。

因此，这完全是关于TL431 稳压器数据表的概述，其中包括 – 定义、规格、引脚配置/引脚图、电路图/如何使用以及在哪里使用/TL431 稳压器应用。这里有一个问题要问您，“TL431 稳压器的优势是什么？“