基准电压源器件的电路原理及应用

（1）基准电压源器件的电路原理

开关电源的稳压控制电路对二次侧输出电压的采样、电压反馈信号的处理，通常会用到电压基准源电路与光耦合器的配合电路，将输出电压变化转化为光通量/输出端等效电阻值的变化，由光耦合器传输至一次侧电路。最常见的基准电压源器件为TL431，该器件又称为可调式精密并联稳压器，为3端控制器件。常见封装形式有TO-92（塑封直插）和SOP-8（8引脚贴片封装，4，5脚为空脚，2、3、6、7为阴极）。TL431的电路符号、封装形式和电路原理、测量电路如图5-4所示。

图5-4 TL431元件符号、封装形式、电路原理图和测试电路图

短接V_REF、K端子，接成图5-4中的测试电路，即成为2.5V稳压电路。稳压控制原理如下：当负载电流减小引起输出电压上升时，内部运算放大器的同相端（V_REF端）电压上升，晶体管VT导通增强，对负载电路进行并联式分流，直到V_REF端子电压等于2.5V为止；当负载电流减小时，V_REF端电压低于内部基准电压值时，晶体管VT导通变弱，对负载电路的分流能力变小，使输出电压维持不变。若在V_REF端子和K、A极间接入分压电阻，可以调整输出电压为2.5～36V以内的任意值。在稳压电路中，TL431与外围电路接成闭环电压控制电路，从V_REF端子输入的为输出电压反馈信号，电路的动态调整，即是将此反馈信号调整到2.5V，电路达到动态平衡状态。

但在开关电源电路中，对TL431并不是作为一个稳压电路来使用的，结合图5-5电路模型分析一下稳压过程：

当+5V输出电压上升时，R9、R10分压点电压上升，流过TL431（PC3）阳极、阴极间的电流上升。TL431的I_AK电流的上升，使光耦合器PC2输入侧二极管发光强度随之上升，PC2输出侧光敏晶体管因受光面的光通量上升，其导通等效内阻减小，振荡芯片PC1的2脚输入的反馈电压信号上升，6脚输出PWM脉冲点空比减小，开关管截止时间变长，开关变压器T1的储能减小，+5V输出电压回落。(www.xing528.com)

常规由TL431构成的稳压电路中，K极输出电压再经分压电阻反馈到V_REF端，电路工作于闭环状态，形成并联分流式稳压控制。而开关电源电路中，TL431自身恰恰是工作于开环状态的，利用V_REF端子输入小信号电压的变化，形成I_AK较大电流的输出变化，此种变化对控制光耦合器中的发光二极管的发光强度有较好的作用，对二次绕组输出+5V电压的稳压性能有较好的保障。如同用一个高阻抗的电压源，获得了一个低阻抗的电流源，从而提高了控制的灵敏度。

（2）基准电压源TL431的测量方法

用指针式万用表的×1k电阻档，测量引脚K、A、V_REF之间的电阻值进行判断，见表5-4。

表5-4 TL431（3引脚封装形式）各脚电阻（用MF47指针式万用表测量）值

注：表5-4为三线端TL431各引脚电阻值，8引脚贴片封装形式的TL431引脚电阻稍有差异。