TL431制作的可调电源

TL431的工作原理TL431是一种精密可调电压参考电源，常用于电源管理、电压稳定和电流控制等应用中。

它是一种三端稳压器，由美国德州仪器（Texas Instruments）公司设计和生产。

TL431的工作原理基于反馈控制的概念。

它的输入端（Anode）连接到待调节的电压，输出端（Cathode）连接到负载，而参考端（Reference）连接到一个参考电压源（通常是一个稳压二极管或电阻分压电路）。

通过调节参考端的电压，TL431可以实现对输出电压的精确控制。

TL431内部有一个比较器和一个可调电流源。

比较器将参考电压与反馈电压进行比较，产生一个误差信号。

可调电流源根据误差信号的大小，调整输出电流，从而实现对输出电压的调节。

当参考电压大于反馈电压时，比较器输出低电平，可调电流源关闭或输出较小的电流，从而使输出电压上升。

当参考电压小于反馈电压时，比较器输出高电平，可调电流源打开或输出较大的电流，从而使输出电压下降。

通过不断调整参考电压和输出电流，TL431能够稳定输出所需的电压。

TL431还具有过温保护功能。

当芯片温度超过一定阈值时，内部的过温保护电路将启动，将输出电压降低至安全范围，保护芯片免受损坏。

TL431的特点包括高精度、低温漂移、低噪声、高稳定性和快速响应等。

它的工作电压范围通常为2.5V至36V，最大输出电流可达100mA。

由于其性能可靠，TL431被广泛应用于电源管理、电压稳定、电流控制、电池充电管理等领域。

总之，TL431是一种精密可调电压参考电源，通过反馈控制实现对输出电压的精确调节。

它具有高精度、低温漂移、低噪声和高稳定性等特点，适用于各种电源管理和电压稳定的应用。

以下是由LM7805构成的5V稳压电源图：
LM7805是常用的三端稳压器，一般使用的是TO-220封装，能提供DC 5V的输出电压，应用范围广，内含过流和过载保护电路。

带散热片时能持续提供1A的电流，如果使用外围
器件，它还能提供不通的电压和电流。

TL431作基准电压源的大功率可调稳压电源
浏览108 发布时间08/10/18 TL431是用于稳压电路的精密基准电压集成电路，它的输出电压连续可调，最高可达36V。

工作电流最高可达100mA。

下图是用TL431作基准电压源，K790场效应管作调整管构成的高精度稳压电源，输出电流可达6A。

电路原理：220v电压经变压器B降压、D1-D4整流、C1滤波。

此外D5、D6、C2、C3组成倍压电路(使得Vdc＝60V)，Rw、R3组成分压电路，TL431、R1组成取样放大电路，9013、R2组成限流保护电路，场效应管K790作调整管，C5是输出滤波电容器。

稳压过程：当输出电压降低时，f点电位降低，经TL431内部放大使e点电压增高，经K790调整后，b点电位升高；反之，当输出电压增高时，f点电位升高，e点电位降低，经K790调整后，b点电位降低。

从而使输出电压稳定。

限流保护：当输出电流大于6A时，三极管9013处于截止，使输出电流被限制在6A 以内，从而达到限流的目的。

本电路除电阻R1选用2W、R2选用5W外，其它元件无特殊要求，元件参数如图所示。

TL431 典型应用电路及稳压电路TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。

他的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf（2.5V）到36V范围内的任何值。

该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中用它代替齐纳二极管，例如，数字电压表，运放电路，可调压电源，开关电源等。

TL431是一种并联稳压集成电路。

因其性能好、价格低，因此广泛应用在各种电源电路中。

其封装形式与塑封三极管9013等相同。

TL431精密可调基准电源有如下特点：稳压值从 2.5~36V连续可调;参考电压原误差+-1.0%，低动态输出电阻,典型值为0.22欧姆输出电流1.0~100毫安;全温度范围内温度特性平坦，典型值为50ppm;低输出电压噪声。

主要参数三端可调分流基准源可编程输出电压:2.5V~36V电压参考误差：±0.4% ，典型值25℃（TL431B）低动态输出阻抗:0.22Ω(典型值)等效全范围温度系数：50 ppm/℃（典型值）温度补偿操作全额定工作温度范围稳压值送从2.5--36V连续可调，参考电压原误差+-1.0%，低动态输出电阻，典型值为0.22欧姆，输出电流1.0--100毫安。

全温度范围内温度特性平坦，典型值为50ppm，低输出电压噪声。

封装：TO-92,PDIP-8,Micro-8，SOIC-8,SOT-23最大输入电压为37V最大工作电流150mA内基准电压为2.5V输出电压范围为2.5~36V内部结构TL431的具体功能可以用下图的功能模块示意。

由图可以看到，VI是一个内部的2.5V 的基准源，接在运放的反向输入端。

由运放的特性可知，只有当REF端（同向端）的电压非常接近VI（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，通过三极管图1的电流将从1到100mA变化。

当然，该图绝不是TL431的实际内部结构，但可用于分析理解电路。

典型应用电路如下：1：精密基准电压源(附图1)该电路具有良好的温度稳定性及较大的输出电流。

用TL431制作的可调电源TL431是一种广泛应用于电源控制和电压参考电路的可调节器件，它可以用来制作可调电源，提供稳定且可调节的输出电压。

本文将利用TL431制作一种基于反馈电路的可调电源，并对其进行详细的介绍。

一、原理与工作方式TL431是一种三端稳压器件，其工作原理基于反馈电路。

它可以通过调整其参考电压来控制输出电压的稳定度和可调整范围。

TL431的标准参考电压为2.5V，我们可以通过将其接入反馈回路中，将其输出电压作为反馈信号，与一个参考电压进行比较，从而控制输出电压的稳定性。

二、电路设计在这个电路中，输入电压通过一个变压器和整流滤波电路得到，然后接入一个交流-直流转换器，转换为稳定的直流电压。

该直流电压经过一个限流电路，然后接入TL431的控制引脚。

TL431的参考电压与一个可调电阻相连，以调整输出电压的大小。

最后，通过一个稳压二极管和滤波电路，得到稳定的可调输出电压。

三、电路工作过程1.当输入电压通入变压器和整流滤波电路后，得到一个大约等于峰值电压的直流电压；2.在交流-直流转换器中，该直流电压经过变压器的二次输出，被整流滤波，然后被整流二极管的负载电阻分压，输出参考电压；3.输出参考电压通过可调电阻与TL431的控制管脚相连，控制管脚产生一个反馈电压；4.当比较两个电压后，TL431内部的放大器将比较结果作为控制信号，通过调节流过可调电阻的电流，控制输出电压的稳定性和大小；5.最后，经过稳压二极管和滤波电路的处理，得到稳定的可调输出电压。

四、电路性能分析1.输出电压范围：通过调节可调电阻，可以实现较大范围的输出电压；2.稳定性：TL431内部引脚的反馈机制，使电路具有较好的稳定性，可以得到较稳定的输出电压；3.限流保护：限流电路可以确保在过载或短路情况下，输出电压不会引起设备损坏；4.效率：由于工作原理中包含了一些功耗，因此效率不是很高，但可以通过电路参数的优化来提高效率；5.建立时间：当输入电压发生变化时，电路的建立时间较快，输出电压快速稳定。

TL431基准电源器件这个器件在电源中使用率最高，这里简单介绍该器件。

（一）TL431简介图5-2：TL431结构及原理德州仪器公司（TI）生产的TL431是一是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。

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（如图2）。

该器件的典型动态阻抗为0.2Ω。

图5-2左图是该器件的符号。

3个引脚分别为：阴极（CATHODE）、阳极（ANODE）和参考端（REF）。

由图可以看到，VI是一个内部的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VI（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100mA变化。

当然，该图绝不是TL431的实际内部结构，所以不能简单地用这种组合来代替它。

但如果在设计、分析应用TL431的电路时，这个模块图对开启思路，理解电路都是很有帮助的。

（二）TL431的应用前面提到TL431的内部含有一个2.5V的基准电压，所以当在REF 端引入输出反馈时，器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流，控制输出电压。

如图5-3所示的电路，当R1和R2的阻值确定时，两者对Vo的分压引入反馈，若V o增大，反馈量增大，TL431的分流也就增加，从而又导致Vo下降。

显见，这个深度的负反馈电路必然在VI等于基准电压处稳定，此时Vo=(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，Vo=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1 mA 。

当然，这个电路并不太实用，但它很清晰地展示了该器件在应用中的方法。

将这个电路稍加改动，就可以得到在很多实用的电源电路，如图5-4。

一般地，在阴极和参考端之间，可以引进R、C串联网络，以做相位补偿。

【分享】亲，来吻个压！By Lapeno不，不，不！亲，是想让你稳个压！在电子产品设计中，往往需要在输入电压，负载，环境温度，电路参数等发生变化时，仍要求输出电压可以保持在一个稳定的状态，这就需要稳压电路。

我们的亲（女主角）是TL431，TL431是一款电压基准芯片，TI的官方命名为可调节精密并联稳压器，我们请她来吻压！TL431的详细资料可以到TI的官方去下载，我在附件里放了一份数据手册，以方便你快速的参考。

我们可以先简单的了解一下她，TL431输出的可调电压范围为Vref(即2.5V左右)到36V，灌电流的范围为1mA到100mA，远远观去，她的外貌是酱紫的：ANODE是她的阳极（正极），REF是参考，CATHODE是她的阴部，错！是阴极（负极），您别多想哈。

走近一点，仔细看：可以看到，TL431可看作是由误差放大器、基准Vref、三极管以及一个二极管组成的。

我们一般人呢，也就只能这么近的看她了。

如果想再近一点，想看的再多一点，您恐怕得掏钱了……好吧，还是让你看一眼吧：看到了吧，满意吗?TL431可以提供的服务就是稳压，我们问问她是怎么吻的。

请参看Figure 2,也就是我们一般人可以看到的她的样子：误差放大器反相输入端接VRef，VRef的值由于生产工艺的限制，各个器件略有差异，范围为2.440V到2.550V，典型值为2.495V。

同相输入端接REF，这样当REF的值大于VRef 值时，放大器的输出端就输出高电平；当REF的值小于VRef时，放大器的输出端就输出低电压。

高电平（或者说高一些的电平）使其后的三极管导通（或者说导通的多一些），三极管的等效电阻就小一些，三极管集电极的压降就会小一些；低电平（或者说低一些的电平）使其后的三极管截止（或者说导通的少一些），三极管的等效电阻就大一些，三极管集电极的压降就大一些。

到此，我们缕一下：REF高时，会使TL431两端压降变小；REF低时，会使TL431两端的压降变大。

TL431可控精密稳压源原理及多种经典应用电路介绍一、TL431介绍TL431是由美国德州仪器公司（TI）和Motorola公司生产的2.50~36V可调精密并联稳压器，它是一种具有可调电流输出能力的基准电压源，TL431系列产品包括TL431C、TL431AC、TL431I、TL431AI、TL431M、TL431Y，共6种型号。

它们的内部电路完全相同，仅个别技术指标略有差异。

二、TL431内部结构该器件的符号如图1，三个引脚分别为：阴极(CATHODE)、阳极(ANODE)和参考端(REF)，参考电压为2.5V。

由内部电路图图2可以看出，它由多极放大电路、偏置电路、补偿和保护电路组成，其中晶体管V1构成输入极，V3、V4、V5构成稳压基准，V7和V8组成的镜像恒流源与V6、V9构成差分放大器作中间级，V10、V11形成复合管，构成输出，其它一些电阻、电容、二级管分别起偏置、补偿和保护作用，在原理上它是一个单端输入、单端输出直流放大器。

如其等效功能示意图如图3所示，由一个2.5V的精密基准电压源、一个电压比较器和一输出开关管等组成，参考端的输出电压与精密基准电压源Vref相比较，当参考端电压超过2.5V时，TL431立即导通。

三、TL431常用应用电路1、并联稳压器这是431用得最多的电路，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，特别地，当R1=R2时，VO=5V。

由于参考极输入用的是射极跟随器，因此具有很高的输入阻抗，而输入电流很小。

对于此电路，基本分析步骤为：1）确定稳压电压2）确定负载最大电流3）根据输入电压Vin、稳压电压，限流电阻R确认TL431的工作电流（1mA~100mA）4）算出限流电阻R的功率，P=（Vin-Vout）*（Vin-Vout）/R，选择合适的电阻R例如输入电压12V，输出电压为3.3V，根据TL431的Ref引脚只需要uA级的电流就看实现稳压，因此R1和R2可选择K级电阻，K1这里选择15K，那么K2为47K，输出电压3.297V；负载电流Iout假设是30mA，流过TL431的电流IKA可以按照最小值1mA计算，那么输入电流Iin=Iout+IKA=31mA，那么电流电阻R≤（Vin-Vout）/Iin≈280Ω，可以取220欧姆，此时电阻功率P≈344mW，电阻可取3/4W的2010封装贴片电阻。

TL431芯片资料及应用TL431精密可调基准电源有如下特点：稳压值从2.5~36V连续可调;参考电压原误差+-1.0%，低动态输出电阻,典型值为0.22欧姆输出电流1.0~100毫安;全温度范围内温度特性平坦，典型值为50ppm;低输出电压噪声。

TL431的具体功能可以用下图的功能模块示意。

TL431的器件符号和功能示意图由图可以看到，VI是一个内部的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VI（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100mA变化。

当然，该图绝不是TL431的实际内部结构，所以不能简单地用这种组合来代替它。

但如果在设计、分析应用TL431的电路时，这个模块图对开启思路，理解电路都是很有帮组的。

正确偏置TL431可获得更好的输出阻抗TL431在开关电源(SMPS)反馈环路中是参考电压。

该器件结合了参考电压与集电极开路误差放大器，具有操作简单和成本低廉等优点。

虽然TL431已在业内被长期广泛采用，但一些设计人员仍会忽略它的偏置电流，以致在无意间降低产品的最终性能。

TL431的简化电路图如图1所示，图中包括了驱动NPN 晶体管的参考电压和误差放大器，在该封闭的电源系统中，一部分输出电压一直与TL431的Vref(参考电压)进行比较。

图1 TL431等效电路图图2 SMPS简化直流模型（不考虑输入波动）影响的电阻分压器进行比较，可得到输出电压的理论值为Vref/α。

然而，整个增益链路和各种阻抗均会影响输出电压，如下式所示，其中每个希腊字母均表示一个增益，RSOL表示开环输出阻抗。

转换器简化直流模型如图2所示，Vout与Vref通过受传输率Vout=(Vref-α×Vout) ×β×G- RSOL×Vout / RL (1)Vout= Vref×β×G/(1+α×β×G+ RSOL / RL) (2)静态误差=Vref/α- Vout= Vref×(RSOL+ RL)/ [α×(RSOL+α×β×G×RL+RL)] (3)从式(3)中可看出，增大增益的值有助减小静态误差，提高输出电压精度。

TL431可调电压基准的接法TL431是一个小个头（如同普通小三极管封装）而又便宜的可调电压基准芯片。

具体的参数大家可以参考其pdf文档说明,这里给出其两种最常用的接法。

1.这种接法提供2.5V基准电压,简单适用。

2.该接法可以提供一个可以调节的基准电压。

电压输出为2.5×（1＋R2/R1）。

TL431的几种基本用法TL431的几种基本用法作者： Panic 2006年10月9日TL431作为一个高性价比的常用分流式电压基准，有很广泛的用途。

这里简单介绍一下TL431常见的和不常见的几种接法。

图(1)是TL431的典型接法，输出一个固定电压值，计算公式是： Vout = (R1+R2)*2.5/R2，同时R3的数值应该满足1mA < (Vcc-Vout)/R3 < 500mA当R1取值为0的时候，R2可以省略，这时候电路变成图(2)的形式，TL431在这里相当于一个2.5V稳压管。

利用TL431还可以组成鉴幅器，如图(3)，这个电路在输入电压 Vin <(R1+R2)*2.5/R2 的时候输出Vout为高电平，反之输出接近2V的电平。

需要注意的是当Vin在(R1+R2)*2.5/R2附近以微小幅度波动的时候，电路会输出不稳定的值。

TL431可以用来提升一个近地电压，并且将其反相。

如图(4)，输出计算公式为：Vout = ( (R1+R2)*2.5 - R1*Vin )/R2特别的，当R1 = R2的时候，Vout = 5 - Vin。

这个电路可以用来把一个接近地的电压提升到一个可以预先设定的范围内，唯一需要注意的是TL431的输出范围不是满幅的。

TL431自身有相当高的增益（我在仿真中粗略测试，有大概46db），所以可以用作放大器。

图(5)显示了一个用TL431组成的直流电压放大器，这个电路的放大倍数由R1和Rin决定，相当于运放的负反馈回路，而其静态输出电压由R1和R2决定。

TL431的工作原理TL431是一种可编程精密电压参考源，常用于电源管理和电压调节应用中。

它是一种三端稳压器，具有高精度、低温漂移和低噪声的特点。

TL431的工作原理基于比较器和反馈网络，通过调整其参考电压来实现精确的电压调节。

TL431内部结构包括比较器、放大器、参考电压源和输出驱动器。

其引脚包括参考电压输入引脚（REF）、比较器非反相输入引脚（IN-）、比较器反相输入引脚（IN+）、输出引脚（OUT）和阴极引脚（K）。

REF引脚连接到外部电阻分压网络，用于设置参考电压。

IN-引脚连接到待调节的电压源，IN+引脚连接到参考电压源。

OUT引脚为输出电压引脚，K引脚为阴极引脚。

TL431的工作原理如下：1. 当输入电压（IN-引脚）高于参考电压（REF引脚）时，比较器输出高电平，驱动输出引脚（OUT）的电压接近输入电压。

此时，TL431处于导通状态，输出电压与输入电压相等。

2. 当输入电压低于参考电压时，比较器输出低电平，驱动输出引脚的电压下降。

此时，TL431处于截止状态，输出电压接近于零。

3. 当输入电压等于参考电压时，比较器输出电平为中间状态，驱动输出引脚的电压保持稳定。

此时，TL431处于调节状态，输出电压保持恒定。

TL431的参考电压可以通过外部电阻分压网络来设置。

参考电压的大小决定了输出电压的稳定性和精度。

通过选择合适的电阻值，可以实现所需的输出电压。

例如，若参考电压为2.5V，通过将REF引脚连接到一个分压电阻网络，可以将输出电压设置为2.5V的倍数。

TL431还具有内部稳定器，可提供稳定的工作电流。

这使得TL431能够在广泛的工作条件下提供稳定的输出电压。

总结起来，TL431是一种可编程精密电压参考源，通过比较器和反馈网络实现精确的电压调节。

其工作原理基于参考电压的比较和调节，通过外部电阻分压网络设置参考电压，从而实现所需的输出电压。

TL431具有高精度、低温漂移和低噪声等特点，常用于电源管理和电压调节应用中。