高精度可调并联稳压器

TL431是由美国德州仪器公司（TI）和摩托罗拉公司（Motorola）生产的可调式精密并联稳压器，其输出电压可在2.50～36V范围内连续调节。

TL431大多采用DIP-8或TO-92封装形式，引脚排列分别如图16-25a、b所示。图中，A为阳极，使用时需接地。K为阴极，需经限流电阻接正电源。U_REF为输出电压U_O的设定端，外接电阻分压器。NC为空脚。TL431的等效电路见图16-25c，主要包括4部分：①误差放大器A，其同相输入端接从电阻分压器上得到的取样电压，反相输入端则接内部2.50V基准电压U_ref，并且设计的U_REF=U_ref，U_REF端常态下应为2.50V，因此亦称基准端；②内部2.50V（准确值应为2.495V）基准电压源U_ref；③NPN型晶体管VT，它在电路中起到调节负载电流的作用；④保护二极管VD，可防止因K-A间电源极性接反而损坏芯片。

图16-25 TL431的引脚排列及等效电路

a）DIP-8封装 b）TO-92封装 c）等效电路

TL431的电路符号和基本接线如图16-26所示。它相当于一只可调式齐纳稳压管，输出电压由外部精密电阻R₁和R₂来设定，有公式

(www.xing528.com)

图16-26 TL431的电路符号与基本接线

a）电路符号 b）基本接线

U_O=U_KA=（1+R₁/R₂） （16-15）

R₃是I_KA的限流电阻。选取R₃的原则是当输入电压为U_I时，必须保证I_KA在1～100mA范围之内，以便TL431能正常工作。TL431的稳压原理可分析如下：当由于某种原因致使U_O↑时，取样电压U_REF也随之升高，使U_REF＞U_ref，比较器输出高电平，令VT导通，U_O↓。反之，U_O↓→U_REF↓→U_REF＜U_ref→比较器再次翻转，输出变成低电平→VT截止→U_O↑。这样循环下去，从动态平衡的角度来看，就迫使U_O趋于稳定，达到了稳压目的，并且U_REF=U_ref。TL431可广泛用于TOPSwitch系列单片开关电源中，作为外部误差放大器，构成光耦合器反馈式电路。其典型应用如图16-27所示。当输出电压U_O发生波动时，经电阻R₃、R₄分压后得到的取样电压就与TL431中的2.5V带隙基准电压进行比较，在阴极上形成误差电压，使光耦合器中的LED工作电流产生相应变化，再通过光耦合器去改变TOPSwitch控制端C的电流大小，进而调节TOPSwitch的输出占空比，使U_O维持不变，达到稳压目的。图中的N_P、N_S、N_F分别为一次绕组、二次绕组和反馈绕组。VD_Z和VD₁构成一次侧钳位保护电路，VD₂为二次侧的整流管，C_OUT为输出端滤波电容器。VD₃、C_F为反馈端的整流、滤波元件。R₁为LED的限流电阻。

图16-27 TL431在TOPSwitch系列单片开关电源中的典型应用