TL431的工作原理
TL431的工作原理
TL431的工作原理引言概述：TL431是一种广泛应用于电子电路中的集成电路，它是一种可编程精密电压参考源。
本文将详细介绍TL431的工作原理，包括其基本原理、工作模式、特性和应用。
一、基本原理：1.1 参考电压源：TL431内部集成了一个稳定的参考电压源，通常为2.5V。
这个参考电压源可以用作电路中的基准电压，用于比较和控制其他电压。
1.2 比较器：TL431还包含一个比较器，用于将输入电压与参考电压进行比较。
当输入电压高于参考电压时，比较器输出高电平；当输入电压低于参考电压时，比较器输出低电平。
1.3 反馈回路：TL431通过反馈回路来实现稳压功能。
在稳压模式下，将TL431的输出引脚与反馈回路连接，通过调整反馈回路中的元件，可以控制输出电压的稳定性。
二、工作模式：2.1 稳压模式：在稳压模式下，TL431通过反馈回路将输出电压稳定在参考电压附近。
当输入电压发生变化时，TL431会自动调整输出电压，使其保持稳定。
2.2 过压保护模式：当输入电压超过一定阈值时，TL431会进入过压保护模式，输出电压将被快速降低，以保护后续电路不受损坏。
2.3 欠压保护模式：当输入电压低于一定阈值时，TL431会进入欠压保护模式，输出电压将被快速降低或切断，以避免不稳定工作或损坏。
三、特性：3.1 高精度：TL431具有很高的精度，通常在0.5%以内。
这使得它在需要稳定参考电压的电路中得到广泛应用。
3.2 低温漂移：TL431的参考电压源具有很低的温度漂移，通常在50ppm/℃以下。
这意味着在不同温度下，TL431的输出电压变化很小。
3.3 宽工作电压范围：TL431可以在宽范围的电压下工作，通常从2.5V到36V。
这使得它适用于各种不同的电路设计。
四、应用：4.1 稳压电源：TL431可以用作稳压电源的基准电压源，通过反馈回路来控制输出电压的稳定性。
4.2 电压比较器：由于TL431具有比较器功能，它可以用于电压比较和开关控制等应用。
TL431的工作原理
TL431的工作原理TL431是一种常用的三端稳压器件，用于电源电压稳定和电压参考应用。
它具有高精度、低温漂移和低噪声等特点，广泛应用于各种电子设备中。
TL431的工作原理是基于基准电压源和比较放大器的反馈控制原理。
下面将详细介绍TL431的工作原理。
1. 引脚功能：- 引脚1（Anode）：阳极引脚，连接到正电源。
- 引脚2（Cathode）：阴极引脚，连接到负电源或者负载。
- 引脚3（Reference）：基准电压引脚，用于产生基准电压。
- 引脚4（Cathode Current Sense）：阴极电流感知引脚，用于控制输出电流。
- 引脚5（Anode Current Sense）：阳极电流感知引脚，用于控制引脚1和引脚4之间的电流。
2. 工作原理：TL431的工作原理基于稳压二极管的反馈控制机制。
当TL431的引脚2的电压高于引脚3的基准电压时，TL431会减小引脚1和引脚2之间的电流，从而降低引脚2的电压。
反之，当引脚2的电压低于引脚3的基准电压时，TL431会增加引脚1和引脚2之间的电流，从而提高引脚2的电压。
3. 反馈控制：TL431通过比较放大器实现反馈控制。
比较放大器将引脚2的电压与引脚3的基准电压进行比较，并输出一个控制信号。
这个控制信号通过引脚4和引脚5对TL431的电流进行调节，从而控制引脚2的电压。
4. 基准电压源：TL431内部集成为了一个基准电压源，用于产生稳定的基准电压。
基准电压通过引脚3提供给比较放大器进行比较。
5. 输出电压计算：TL431的输出电压可以通过下述公式进行计算：输出电压 = 基准电压 × (1 + R1 / R2)其中，R1和R2是外部电阻，用于设置输出电压的参考值。
6. 典型应用：TL431广泛应用于电源电压稳定和电压参考应用，例如电源稳压器、电压参考源、过压保护电路等。
它在各种电子设备中都有应用，如计算机、通信设备、家用电器等。
总结：TL431是一种常用的三端稳压器件，通过反馈控制实现电源电压稳定和电压参考功能。
tl431工作原理
TL431是一种低成本、高精度、可调稳压电路，它主要由电压比较器，参考电压源和外部电阻组成。
它可以提供精度和可靠性，并具有可控制输出电压范围的能力。
TL431的工作原理是，它将参考电压与输出电压做比较，然后将比较结果用电流调节放大器输出，然后通过外部电阻调节输出电压。
TL431的参考电压源可以由外部电阻组成，也可以由内部的晶体管芯片组成。
内部的晶体管芯片可以生成基准电压，它的输出电压与基准电压之间的偏移量可以通过外部电阻控制。
当输出电压大于参考电压时，电压比较器将输出一个低电平信号，以控制放大器的输出，从而抑制输出电压的上升；当输出电压小于参考电压时，电压比较器将输出一个高电平信号，以控制放大器的输出，从而抑制输出电压的下降。
因此，TL431可以用来控制输出电压，使其始终保持在参考电压的一定范围内。
TL431的可靠性和精度可以通过正确选择外部电阻来提高，外部电阻的电阻值越大，其精度越高，但是要注意，电阻值过大会导致输出电压波动大，从而导致系统不稳定。
所以，在实际应用中，要根据实际情况选择合适的电阻值。
TL431在电源、计算机、通信等领域都有广泛的应用，它可以用来提供稳定的输出电压，可以有效控制电压，从而确保电路的可靠性和稳定性。
TL431的工作原理
TL431的工作原理TL431是一种常用的三端稳压器，广泛应用于电源管理和电路控制中。
它具有稳定的输出电压和良好的温度稳定性，被广泛用于电源电压调节、电流限制和电压比较等应用。
本文将介绍TL431的工作原理，包括引言概述、正文内容和总结。
引言概述：TL431是一种基于二极管的稳压器，它通过反馈机制来调节输出电压，使其保持在设定值附近。
它的工作原理基于参考电压和比较电压之间的关系，通过控制电流来调节输出电压。
下面将详细介绍TL431的工作原理。
正文内容：1. 参考电压源1.1 内部参考电压源：TL431内部集成为了一个参考电压源，通常为2.5V。
这个参考电压源是通过一个稳流二极管和一个温度补偿电路实现的，能够提供一个稳定的参考电压。
1.2 外部参考电压源：除了内部参考电压源，TL431还可以使用外部参考电压源。
通过将外部参考电压与TL431的参考电压进行比较，可以实现更高的精度和灵便性。
2. 比较电压2.1 输入电压：TL431的输入引脚与电源电压相连，它将输入电压与参考电压进行比较。
2.2 反馈电压：TL431的输出引脚与负载相连，它将输出电压与参考电压进行比较。
2.3 比较结果：通过比较输入电压和反馈电压，TL431能够判断输出电压是否达到设定值，并根据比较结果来调节输出电压。
3. 控制电流3.1 参考电流：TL431内部集成为了一个参考电流源，它将参考电压源提供的参考电压转换为一个稳定的电流。
这个参考电流与比较电压之间的关系决定了TL431的工作状态。
3.2 调节电流：根据比较结果，TL431会通过控制电流来调节输出电压。
当输出电压低于设定值时，TL431会增加控制电流，使输出电压升高；当输出电压高于设定值时，TL431会减小控制电流，使输出电压降低。
4. 反馈回路4.1 反馈电阻：为了实现稳定的输出电压，TL431需要与反馈电阻相连。
通过调整反馈电阻的值，可以改变TL431的工作状态和输出电压。
TL431的工作原理
TL431的工作原理引言概述：TL431是一种广泛应用于电子电路中的三端稳压器件，其工作原理基于反馈控制电路。
本文将详细介绍TL431的工作原理，包括其基本原理、工作方式、特性以及应用领域。
一、基本原理1.1 参考电压源TL431的基本原理是通过一个内部的参考电压源来实现稳定的输出电压。
该参考电压源通常采用稳流二极管和温度补偿电路，能够提供一个稳定的参考电压。
1.2 反馈比较TL431通过将输出电压与参考电压进行比较，从而实现反馈控制。
当输出电压低于参考电压时，TL431会自动增加其输出电流，以提高输出电压；反之，当输出电压高于参考电压时，TL431会减小其输出电流，以降低输出电压。
1.3 反馈环路TL431通过内部的反馈环路来实现稳定的输出电压。
该反馈环路包括一个比较器和一个误差放大器，能够对输出电压进行精确的控制。
当输出电压发生变化时，反馈环路会自动调整TL431的输出电流，以使输出电压保持稳定。
二、工作方式2.1 调整模式TL431可以通过外部电阻分压来调整输出电压。
当输出电压低于设定值时，TL431会自动增加输出电流，使输出电压回到设定值；反之，当输出电压高于设定值时，TL431会减小输出电流，使输出电压回到设定值。
2.2 过载保护TL431还具有过载保护功能。
当负载电流过大时，TL431会自动减小输出电流，以保护电路免受过载损坏。
这种过载保护机制使得TL431在实际应用中更加可靠。
2.3 温度补偿TL431还采用了温度补偿电路，能够在不同温度下提供稳定的输出电压。
温度补偿电路能够根据环境温度的变化来调整TL431的输出电流，以保持输出电压的稳定性。
三、特性3.1 稳定性TL431具有很高的稳定性，能够在不同负载条件下保持输出电压的稳定性。
这种稳定性使得TL431成为广泛应用于电子电路中的稳压器件。
3.2 精度TL431的输出电压精度很高，通常在几个mV范围内。
这种高精度使得TL431在需要精确控制电压的应用中得到广泛应用，如电源管理、电压参考等领域。
TL431的工作原理
TL431的工作原理TL431是一种广泛应用于电子电路中的三端稳压器件，它具有精密的参考电压和高稳定性。
TL431可以用于电源电压稳定、电流限制、电流检测等多种应用场合。
本文将详细介绍TL431的工作原理及其应用。
一、TL431的基本结构和引脚功能TL431是一种三端稳压器件，其基本结构如下图所示：（图）TL431的引脚功能如下：1. REF（参考电压引脚）：该引脚是TL431的参考电压输出引脚，其输出电压为2.5V。
2. Anode（阳极引脚）：该引脚是TL431的阳极引脚，用于接入稳压器的输入电压。
3. Cathode（阴极引脚）：该引脚是TL431的阴极引脚，用于接入稳压器的输出电压。
二、TL431的工作原理TL431的工作原理基于它的内部比较器和反馈网络。
其基本原理如下：1. 内部比较器：TL431内部有一个比较器，用于比较参考电压（REF引脚）和阴极电压（Cathode引脚）之间的差值。
2. 反馈网络：TL431的阴极引脚通过一个反馈网络与参考电压引脚相连，该反馈网络可以根据需要选择电阻和电容组成。
当输入电压施加在TL431的阳极引脚上时，阴极引脚的电压会随之变化。
当阴极电压高于参考电压时，内部比较器会输出一个低电平信号，使得阴极电压下降。
相反，当阴极电压低于参考电压时，内部比较器会输出一个高电平信号，使得阴极电压上升。
通过调整反馈网络中的电阻和电容，可以控制TL431的输出电压。
当需要稳定的输出电压时，可以将反馈网络连接到负载电路中，以实现负载电压的稳定。
三、TL431的应用1. 电源电压稳定：将TL431作为电源电压稳定器使用时，可以通过调整反馈网络中的电阻和电容，实现所需的输出电压稳定。
2. 电流限制：将TL431与晶体管等组合使用，可以实现对电流的限制和保护，防止电流过大损坏电路。
3. 电流检测：通过测量TL431的阴极电流，可以实现对电路中电流的检测和监控。
TL431具有精密的参考电压和高稳定性，广泛应用于各种电子电路中。
TL431的工作原理
TL431的工作原理TL431是一种广泛应用于电子设备中的稳压器件，它可以根据输入电压的变化来调整输出电压，从而实现电路的稳定工作。
TL431主要由比较器、参考电压源、输出驱动器和稳压电路组成。
下面将详细介绍TL431的工作原理。
1. 比较器TL431的比较器是其核心部件之一，它用于比较输入电压和参考电压的大小，并根据比较结果来控制输出电压。
比较器通常由一个差动放大器和一个阈值电压形成。
当输入电压高于参考电压时，比较器将输出高电平；当输入电压低于参考电压时，比较器将输出低电平。
2. 参考电压源TL431的参考电压源是一个稳定的电压源，用于提供一个固定的参考电压。
这个参考电压通常为2.5V，但也可以根据需要进行调整。
参考电压源的稳定性对于整个电路的稳定性和精度非常重要。
3. 输出驱动器TL431的输出驱动器用于控制输出电压的变化。
当比较器输出高电平时，输出驱动器会将输出电压拉低；当比较器输出低电平时，输出驱动器会将输出电压拉高。
通过控制输出驱动器的状态，TL431可以实现对输出电压的调整。
4. 稳压电路TL431的稳压电路用于将输入电压转换为稳定的输出电压。
稳压电路通常由一个电流源和一个电阻组成。
当输入电压高于参考电压时，电流源会向电阻提供电流，使得输出电压降低；当输入电压低于参考电压时，电流源会减小或停止向电阻提供电流，使得输出电压升高。
通过不断调整电流源的电流，稳压电路可以实现对输出电压的精确控制。
综上所述，TL431的工作原理是通过比较器、参考电压源、输出驱动器和稳压电路的协同作用来实现对输出电压的调整。
当输入电压高于参考电压时，输出电压降低；当输入电压低于参考电压时，输出电压升高。
TL431的工作原理简单而可靠，使其成为电子设备中常用的稳压器件之一。
TL431的工作原理
TL431的工作原理
TL431是一种三端可编程精密电压参考源，常用于电源管理、电压调节和过压
保护等应用中。
它具有高精度、低温漂移、稳定性好等特点，被广泛应用于各种电子设备中。
TL431的工作原理基于稳压二极管的原理，通过比较输入端和参考端的电压来
控制输出端的电压。
其内部结构包括一个比较器、一个反馈网络和一个输出放大器。
当输入端的电压高于参考端的电压时，比较器会产生一个高电平信号，通过反
馈网络将信号传递给输出放大器。
输出放大器会根据这个信号调整输出端的电压，使其降低到与参考端的电压相等。
反之，当输入端的电压低于参考端的电压时，比较器会产生一个低电平信号，输出放大器会相应调整输出端的电压，使其升高到与参考端的电压相等。
为了实现可编程的特性，TL431的参考端可以通过外部电阻调整。
通过选择不
同的电阻值，可以改变参考端的电压，从而实现不同的输出电压。
除了参考端的调整，TL431还具有一个控制端，可以通过外部电路来控制其工
作状态。
当控制端接地时，TL431处于工作状态；当控制端悬空时，TL431处于关
断状态。
TL431还具有过流保护功能。
当输出端的电流超过一定阈值时，TL431会自动
减小输出端的电压，以保护电路不受损坏。
总之，TL431是一种基于稳压二极管原理的可编程精密电压参考源。
通过比较
输入端和参考端的电压，通过反馈网络和输出放大器来调整输出端的电压，从而实现电压调节和过压保护等功能。
它的高精度、低温漂移和稳定性好等特点使其在电子设备中得到广泛应用。
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摘要：分析了TL431的工作原理，整理了技术指标，论述了四个方面的典型应用，总结了使用注意事项，并以详尽的图表证明，该芯片参数优越，性能可靠，应用前景广阔。
关键词：TL431 稳压基准性能应用
1 引言
TL431是TL、ST公司研制开发的并联型三端稳压基准。
由于其封装简单（型如三极管）、参数优越（高精度、低温漂）、性价比高（民品1.3～1.5元/只），近年来在国外已经得到了广泛应用。
从1988年获得该器件的第一手资料开始，我们就对该器件给予了关注。
通过大量的实验和多年的应用证明，该器件犹如七十年代诞生的555时基芯片一样，价廉物美、参数优越、性能可靠、应用方便、值得推广。
尤其是在民品开发中，大有用武之地。
2 工作原理
该芯片的内部等效电路如图1所示。
其中V1V2构成输入级，V3V4V5构成稳压基准，V6V7V8V9构成差分放大器，V10V11形成复合管，构成输出级。
D1D2均为反向极向保护。
引线端子1为参考电压输入端R，2为公共阳极端A，3为输出阴极端K。
其等效功能框图如图2(a)所示。
其中VR为基准电压（VR=2.5V），A为同相放大器，V为并联型调整管（总增益A0≥1000倍），W为馈电支路。
其封装引脚如图2(b)，电路符号如图2(c)所示。
3 技术指标
TL431的电气参数见表1。
表1 TL431电气参数
附注：①上表是综合多个生产厂家提供的参数及实测数据（＊）而制。
②TL431尾缀字母表示产品级别及工作温度范围，C 为商业品（－10℃～＋70℃），I 为工业品
（－40℃～＋85℃），M 为军品（－55℃～＋125℃）。
该器件的主要技术指标为：
●基准电压温漂小：≤±50p pm ／℃； ●基准电压精度高：2.5V±1％； ●输出噪声电压低：≤100μVpp ；
●稳压范围宽：(2.5～36)V 连续可调； ●负载电流范围大：(1.0～100)mA 。
4 典型应用实例 4.1 稳压基准
许多稳压基准的负载能力都很小，端电压调节也不方便，而由TL431构成的稳压基准温漂小，又有相当的负载能力，且输出电压连续可调，电路简单。
其典型接线如图3所示，输出电压由下式确定：
U0=[1+(R1/R2)]·VR (VR=2.5V)
其电压调节范围为2.5V ～36V ，当R1短路或R2断路时，Uo=VR=2.5V ；电流动态范围为0～[(Ui －Uo)/R0－1]mA 。
该电路还可以很方便地加入一只扩流管即构成一个性能优良的稳压电源。
4.2 压控开关
如图4所示，由于VR=2.5V，IR≤2μA，所以当
Ui[R2/(R1+R2)]>VR时，TL431的输出级导通，UK≤2.5V，
继电器K吸合；当Ui[R2/(R1+R2)]<VR时，TL431的输出
级截止，UK≈+E,继电器 K断开，实现了压控开关的功能。
由于TL431的开环电压增益A0≥1000（受负载阻抗影响），故转换斜率陡峭，且输入信号回差电压小（≤5mV，受负载电流影响）。
对于许多要求过压、过流限制的场合，TL431都非常实用，且压控精度高，温漂小。
4.3 前级二次稳压
二次稳压的质量，对前级放大器的噪声和温漂的影响极大。
常规的二次稳压电路中，稳压管的电源抑制比太低，三端稳压器的噪声太大，其它精密芯片又电路复杂，而且成本高。
TL431用于二次稳压的典型电路如图5所示。
由该电路构成的AVD=1000的程控放大器输出噪声电压小于1mVpp.
4.4 高精度电源
用TL431和三端集成稳压器构成高精度电源，是性价比极高的一种方案。
如图6所示，该电路输出电压的精度、调整率、温漂完全取决于TL431，发挥了TL431高精度、高速度、低温漂的优点，同时有充分利用了三端稳压器大功率、大电流输出及过流、过压、过热保护功能，使得整机的性能价格比极高。
5 注意事项
5.1 自激
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（K、A）较远时，电路容易产生超调自激，所以在使用时要引起注意。
图4中的C1和图6中的C17C18E10E11的作用即为抗干扰、抑自激，调试时要合理选取参数。
5.2 最小维持电流与最小阴极电压
由于TL431的内部基准VR是靠阴极电流IK维持，并且低于极间电压UKA，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UKA仍至少大于2.2V。
5.3 取样电阻
取样电阻的选材及布放，直接影响到稳压精
度和温度特性，所以必须选用温度系数小、
噪声低、功率裕量大的同型号精密电阻，如
RJJ等。
如图6中的取样电阻R10～R21的布
放方式，也是一种行之有效的方法。
5.4 耐压及功耗
由于TL431所能承受的耗散功率较小（常规
为900mW，少数厂家的塑封管小于500mW），
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。
6 结语
大量实验和长期应用证明，TL431确是一片设计精巧、应用方便、性能可靠、性价
比较高的稳压基准，应用前景广阔。