導讀：隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電源技術(shù)也在不斷的完善和提高。這些變化一方面是由于電路技術(shù)的成熟，另一方面也由于采用新型元器件。集成電路TL431就是其中一例，它體積小、使用方便，因此廣泛應用在各種電源電路中今天本文主要針對TL431在線性穩(wěn)壓電源應用中應注意的事項進行解析。

　　一、TL431的簡介

　　TL431是一種并聯(lián)穩(wěn)壓集成電路。因其性能好、價格低，因此廣泛應用在各種電源電路中。其封裝形式與塑封三極管9013等相同，如下圖中a所示。同類產(chǎn)品還有圖中b所示的雙直插外形的。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意的設(shè)置到從Verf（2.5V）到36V范圍內(nèi)的任何值。該器件的典型動態(tài)阻抗為0.2Ω，在很多應用中用它代替穩(wěn)壓二極管，例如，數(shù)字電壓表，運放電路，可調(diào)壓電源，開關(guān)電源等。

　　二、TL431的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理

　　1.TL431的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　TL431的具體功能可以用下圖c的功能模塊示意。由圖可以看到，VI是一個內(nèi)部的2.5V的基準源，接在運放的反向輸入端。由運放的特性可知，只有當REF端（同向端）的電壓非常接近VI（2.5V）時，三極管中才會有一個穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過三極管的電流將從1到100mA變化。當然，該圖絕不是TL431的實際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但可用于分析理解電路。

　　TL431可等效為一只穩(wěn)壓二極管，其基本連接方法還見上圖所示。上圖a可作2.5V基準源，上圖b作可調(diào)基準源，電阻R2和R3與輸出電壓的關(guān)系為U0=（1+R2/R3）2.5V.

　　2. TL431的工作原理

　　TL431的具體工作原理：當輸入電壓增大，輸出電壓增大導致了輸出采樣增大，這時內(nèi)部電路通過調(diào)整使得流過自身的電流增大，這也就使得流過限流的電路增大，這樣限流電阻的壓降增大，而輸出電壓等于輸入電壓減限流電阻壓降增大使得輸出電壓減小 ,實現(xiàn)穩(wěn)壓。

　　三、TL431在線性穩(wěn)壓電源應用中應注意的事項

　　TL431在線性穩(wěn)壓電源應用中應注意的事項總結(jié)起來主要有以下幾個方面：

　　1.用一只電容器與TL431并聯(lián)使用，減小輸出噪聲

　　TL431的使用和穩(wěn)壓二極管的使用又十分相似，穩(wěn)壓二極管在電路中工作時，其自身會產(chǎn)生一種不規(guī)則的周期性噪聲，這種不規(guī)則的噪聲稱為齊納噪聲。盡管齊納噪聲的電平不高，但它卻是影響穩(wěn)壓二極管輸出特性的重要原因之一。并聯(lián)的電容就可以吸收穩(wěn)壓二要管的齊納噪聲，以改善穩(wěn)壓二極管的輸出特性。另外，并聯(lián)在穩(wěn)壓二極管上的電容還可以吸收電源的紋波，使得穩(wěn)壓二極管的輸出電壓更加平穩(wěn)。其次，當穩(wěn)壓二極管與電容并聯(lián)使用時，由于電容的充電作用，會使穩(wěn)壓二極管輸出電壓的建立時間增加，使輸出電壓緩慢地上升，不過，這僅是接通電源瞬間的情況。正常工作時，穩(wěn)壓二極管的輸出電壓是完全穩(wěn)定的。 但是，當TL431與電容并聯(lián)，其選用的容量值不適合時，有時不但起不到好的作用，反而會產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象，這是因為流過TL431的電流和電容的容量有一定的關(guān)系。

　　實驗表明，如果用容量為0.01~3μF的電容器并聯(lián)在TL431上，很有可能使TL431產(chǎn)生振蕩，因此，當TL431與電容并聯(lián)使用時，應使TL431并聯(lián)的電容器值大于3μF或小于0.01μF,對此必須引起注意。但當輸出電壓大于15V,IK大于10mA可完全避免振蕩的發(fā)生。

　　2.應注意電流大小問題

　　流過TL431的電流必須大于1mA,否則失去穩(wěn)壓性能，不能超過100mA,否則就會損壞TL431,所以限流電阻的選擇很重要。

　　3.應注意功耗問題

　　例如常見TO-92封裝的TL431功耗為0.7W,TL431在電路的實際消耗為P=VOI,參見圖7,VO為輸出電壓，I為通過TL431的電流，因此，TL431只有在輸出不超過5V時才可輸出140mA電流，輸出電壓為7V時，只能輸出100mA電流，這是因為受功耗限制的緣故。常規(guī)功耗為0.5~1.2W,當其在高溫、高壓或大電流條件下使用時，要注意通風、散熱和安全性。

　　4.應注意取樣電阻R1和R2的選擇問題

　　取樣電阻的選材及布放，直接影響到穩(wěn)壓和溫度特性，因此必須選用溫度系數(shù)小、噪聲小、功率裕量大的同型號精密電阻。由公式VO=2.5×（1+R1/R2），取VO為36V,可以計算出的R1/R2比值為13.4,即R1是R2的13.4倍。

　　由于TL431是有較高的開環(huán)增益且響應速度快，當取樣點（R1、R2的連接點）離兩極較遠時，電路容易產(chǎn)生超調(diào)自激，所以在使用時要引起注意。

　　5.維持電流與陰極電壓

　　由于TL431的內(nèi)部基準Vref是靠陰極電流維持，并且低于極間電壓，所以應用時要注意：TL431的輸出極截止后，仍必須有大于0.2mA的陰極維持電流；當輸出極“飽和”后，極間電壓仍至少大于2.2V.

　　總之，TL431確是一片設(shè)計精巧、應用方便、性能可靠、性價比較高的穩(wěn)壓基準，應用前景廣闊。