一、TL431是什么元件？

   TL431是具有三个端子的可调并联稳压器，因为优异的性能和便宜的价格，可以广泛应用于单片机精密开关电源或精密线性稳压电源。

   TL431是可调分流电压基准，在整个工作温度范围内具有可靠的温度稳定性。

   TL431 既可用作正电压参考，也可用作负电压参考，因为它用作并联稳压器，TL431具有低输出噪声电压。此外，TL431还可以组成电压比较器、电源电压监测器、延时电路、精密恒流源等。

   下图为 TL431 实物图：

                                                                TL431 实物图

二、TL431 功能引脚图解

   有人会问 TL431 三个引脚怎么区分？具体的看下图，将标识正对着自己，从左往右依次是：参考端、阳极、阴极。

   下面 2 图为 ：TL431 功能引脚图解

                                                        TL431 功能引脚图解

TL431 功能引脚图解

三、TL431 CAD模型

1、TL431 电路符号

TL431 电路符号

2、TL431 PCB 封装

TL431 PCB 封装

3、TL431 PCB 3D 模型

                                TL431 PCB 3D 模型

四、TL431 工作原理详解

1、TL431 功能模块（仅供参考）

   从下图中可以看出，Vref 是一个内部 2.5V 参考源，连接到运放的反相输入端。从运放的特性可以知道，只有参考端（同相端）的电压非常接近Vref（2.5V）时，才会有稳定的、不饱和的电流通过晶体管。

   并且随着参考端电压的微小变化，通过三极管的电流会从1变化到150mA，这个数字不是 TL431 的实际内部结构，只是用来分析功能。

                                                        TL431 功能模块

2、TL431 等效功能示意图（仅供参考）

   TL431 等效功能图如下图所示：

   由一个 2.5V 精密基准电压源、一个电压比较器和一个输出开关管组成，基准端的输出电压与精密基准电压源比较，当参考端电压超过2.5V时，TL431立即开启。

   TL431 相当于一个可调齐纳稳压器，输出电压由外接精密分压电阻设定。

   在下图所示的电路中，当 R1 和 R2 的阻值确定后，两者对 V0 的分压引入反馈。如果 V0 增加，反馈量增加，TL431 的分流增加，进而导致 V0 下降。

   显然，当参考端电压等于参考电压时，这个深度的负反馈电路一定是稳定的，此时 V0=(1+R1/R2)Vref。

   选择不同的 R1 和 R2 值可以获得 2.5V 至 36V 范围内的任意电压输出。特别是当R1=R2时，V0=5V。需要注意的是，选择电阻时必须保证 TL431 工作的必要条件，即通过阴极的电流必须大于1mA。

   所以 TL431 的工作原理是：

   当输入电压增加时，输出电压增加，输出采样增加。

   这时，内部电路被调整以增加流过自身的电流，这也增加了电流限制电路。结果，限流电阻的电压降增加，输出电压等于输入电压减去限流电阻，压降的增加导致输出电压下降。从而实现电压调节。

 ①R＞2.5V比较多时，KA阻抗很小(饱和导通)；＜2.5V比较多时，KA阻抗很大(KA不通)

②R极工作在线性区，波动很小

③R与误差放大器Vref2.5V相比较，误差放大器把R与Vref的差值放大，输出给内部三极管的基极，通过基极来调整内部三极管的电流，也可以说是KA之间的阻抗。

为了方便理解我们可以给他看成下面图

R大于2.5V比较多的时候，KA的阻抗很小（可以理解为饱和导通）

R小于2.5V比较多的时候，KA的阻抗很大（可以理解成KA不通）

R的电压在2.5V上下很小的波动范围都是线性区

电压稳定之后，R上的电压波动是非常微弱的mV级别

R的电压越高，KA的阻抗就越低

R的电压越低，KA的阻抗就越高

五、与普通稳压二极管的比较：

项目	普通稳压二极管	可调式稳压二极管（如 TL431）
输出电压	固定（如5.1V、3.3V）	可调（2.5V ~ 36V，取决于外部分压）
精度	低（±5%~10%）	高（±1% 或 ±0.5%）
结构	PN结	内部有运放+参考电压
应用	简单稳压、保护	精密反馈控制、开关电

六、输出电压计算式

根据需要的输出电压，推断出R2和R1:

TL431的参考电压是固定的2.5V，由芯片决定：TL431 内部有一个高精度带隙基准电路，它决定了参考引脚（REF）与阴极（Cathode）之间的电压。标准参考值：2.5V（典型值）这个值不是外部设定的，而是芯片内部预设的，是固定的。

七.其等效电路：

7.1TL431的最大灌电流只有100mA:

八.其常用电路：

8.1搭配光耦作为反馈基准：

8.2 作为2.5V基准源，但是只支持100mA

8.3  5V基准源

8.3  反激电源

 ①特点:通过调控Q1mos的通断时间，来调节输出电压；调节占空比，占空比越大，输出电压越高(在同等输出电流下)

②若刚开始输出6V，R极就分到了3V，远大于2.5V，从而调节431电流，通过光耦把信号传给芯片，芯片得到信号，降低占空比，降低电压输出，低于5V时，KA阻抗就会变大，继续调整占空比，占空比变大，输出电压升高，从而动态稳定在5V。

总结：这是一个典型的隔离式开关电源的反馈回路，通过TL431检测输出电压，通过光耦将误差信号传递到初级侧，控制开关电源的占空比，从而稳定输出电压。

工作原理：
当输出电压升高时，通过分压电阻R43和R44分压后，TL431的Ref脚电压升高，当超过2.5V时，TL431导通，光耦的发光二极管发光，光耦次级的光敏三极管导通，将电源芯片的FB脚电压拉低，从而告诉开关电源控制器输出电压过高，控制器会降低占空比，使输出电压下降。反之，当输出电压降低时，TL431的Ref脚电压降低，TL431截止，光耦不导通，FB脚被上拉（通过内部上拉电阻，通常在设计控制器时会有一个上拉）至高电平，控制器提高占空比，使输出电压升高。

TL431部分：TL431作为精密可调稳压源，TL431通过比较 Vref 与内部2.495V，来控制其阴极(K)和阳极(A)之间的电流，从而扮演一个“可变电阻”的角色。其参考电压为2.5V。当Ref脚的电压高于2.5V时，TL431的阴极和阳极之间导通，从而使得光耦的发光二极管有电流流过，光耦导通。反之，当Ref脚电压低于2.5V时，TL431截止，光耦无电流而不导通

光电耦合器：实现初级侧（控制芯片侧）和次级侧（输出侧）的电气隔离，同时传递误差信号。

其LED的电流 If 由TL431的导通程度控制。LED的亮度变化，会导致输出侧光敏三极管的导通程度（Ic）变化。限流电阻，保护PC817的LED，并设定的大致工作电流范围。

电源芯片FB引脚：连接至开关电源PWM控制芯片的反馈引脚。该引脚电压决定了PWM的占空比。

R46、C34：组成的复合补偿网络至关重要，提高了环路稳定性。它们确保反馈信号平滑且相位合适，防止电源产生振荡（表现为啸叫或输出电压抖动）。