基于TL431的三端取樣集成電路解析

TL431是一個穩定性能良好的三端可調分流基準電壓源，被稱為三端取樣集成電路，它的輸出電壓只需在輸入端R用兩個電阻分壓，就可以任意地設置到從基準源Vref的2.5V到36V范圍內的任何值。負載電流能力從1.0mA -到100mA。 TL431它的3個引腳分別為：陰極(CATHODE)、陽極(ANODE)和參考端(REF)。分別簡記為K、A、R，在電路中的符號如圖所示:

TL431內部電路由Vref2.5V基準源，運放電路和輸出電路組成。其中2.5V基準源接在運放電路反相輸入端，參考輸入端R接運放同相端。由運放的特性可知，只有當TL431輸入端輸入的電壓非常接近基準源Vref的基準電壓2.5V時，輸出電路中的輸出三極管才會有一個穩定的非飽和電流通過，而且隨著TL431輸入端R電壓的微小變化，通過輸出電路中的輸出三極管的電流將從1到100mA變化，如下圖所示：提醒一下，該方塊圖不是TL431內部電路實際結構，只是用來分析它的工作過程。

TL431它相當于一只可調式齊納穩壓管，輸出電壓由TL431輸入端R的外部分壓電阻來設定。如圖所示，

當R1和R2的阻值確定時，兩者對電壓V0分壓后接入到TL431輸入端R,，若V0增大，加到TL431輸入端R的電壓隨著增大，TL431的輸出端A.K兩腳分流也就增加，從而又導致V0下降。選擇不同的R1和R2的值，可以得到從2.5V到36V范圍內的任意電壓輸出，負載電流能力從1.0mA -到100mA變化。在選擇R1 R2電阻分壓值時必須保證TL431工作的必要條件，就是通過陰極的電流要大于1mA。

TL431具體工作原理就是：當輸入端輸入電壓增大，通過內部基準電壓和運放電路對輸入電壓處理后，使輸出電路中的三極管通過的電流增大，輸出端的電壓降低，導致接在輸出端的被控電路電流增大，從而實現穩壓。

5. TL431在開關電源上的應用， 如圖所示：

上圖是一個實用的開關型5V直流穩壓電源的電路。電路中的R2和R3是輸出取樣電阻，兩者對開關電源輸出的一組電壓進行分壓，分壓后的電壓送到TL431的R端，來控制該器件從陰極K到陽極A的分流。這個電流又是直接驅動光耦U2的發光部分的。那么當開關電源輸出電壓有變大趨勢時，分壓電壓就隨之增大，導致流過TL431的電流增大，于是光耦發光加強，感光端的光敏三極管的集電極與發射極導通程度增強，內阻變小，得到的反饋電壓變大，電源管理芯片U1在接受這個變大的反饋電壓后，將改變開關管MOSFET的開關時間，輸出電壓隨改變而回落，從而穩定了電源電壓的輸出。這就是TL431在開關電源中的應用。

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