在设计电子电路时，通常需要低功率稳压器或参考电压源。许多固定电压由未调节的积分稳定器闭合。可调节构建 芯片LM317，但它具有某些固有的缺陷和通常不必要的功能。在很多情况下，TL431 芯片会解决这个问题，让您获得可在 2.5 至 36 V 范围内调节的低功耗稳定电压源。
什么是TL431芯片
该微电路于 20 世纪 70 年代开发，通常被称为“可调齐纳二极管”，在图中被指定为具有两个经典结论的齐纳二极管 - 阳极和阴极。还有第三个结论，其目的将在后面讨论。看起来像一个微型装配体 齐纳二极管 完全不记得了。与传统的微电路一样，它采用多种封装选项生产。最初，仅针对带孔（真孔）板进行选择，随着 SMD 技术的发展，TL431 开始被“封装”到表面贴装封装中，包括具有不同引脚数的流行 SOT。操作所需的最小支脚数为 3。某些情况下包含更多引脚。多余的腿要么没有在任何地方连接，要么重复。
TL431 的主要特点
主要特征，其知识足以执行电子电路开发中出现的 90% 以上的任务：
- 输出电压限制 - 2.5 ... 36 V（这可归因于缺点，因为现代稳压器的下限为 1.5 V）；
- 最高电流为100毫安（它很小，相当于一个中等功率的齐纳二极管，所以你不应该让微电路过载，它没有保护）；
- 内阻（等效两端网络的阻抗） - 约 0.22 欧姆；
- 动态电阻 - 0.2 ... 0.5 欧姆；
- 护照值 Uref = 2.495 V，精度 - 取决于系列，从 ± 0.5% 到 ± 2%；
- TL431С 的工作温度范围 – 0…+70 °С，TL431A – 负 40…+85 °С。
其他特性，包括参数与温度的关系图，可以在数据表中找到。但在大多数情况下，它们是不需要的。
结论的目的和操作原则
当分析微电路的内部结构时，很明显与齐纳二极管的比较是相当随意的。
最重要的是，TL431 的结构类似于比较器。 2.5 V 的参考电压 Vref 被施加到反相输出。这个电压是稳定的，所以输出也会稳定。带出同相输出。如果施加在其上的电压不超过参考电压， 比较器输出 零，晶体管关闭，没有电流流动。如果直接输入端的电压超过 2.5 V，则差分放大器的输出端出现正电平，晶体管打开，电流开始流过它。该电流受外部电阻限制。这种行为类似于当施加反向电压时齐纳二极管的雪崩击穿。二极管旨在防止微电路反向开启。
重要的！ 电压参考引脚不得悬空，并且需要至少 4µA 的电流。
事实上，这个方案是有条件的——它只适用于解释工作的性质。实际上，一切都是根据其他原则实施的。因此，在电路内部，您找不到参考电压为 2.5 V 的点。
开关电路示例
TL431 开关电路的选项之一是传统比较器。您可以在其上构建某种阈值继电器 - 例如，液位继电器、照明继电器等。只有参考电压源是内置的，不能调节，因此，通过传感器的电流和电压降被调节。
一旦传感器上的电压下降 2.5 V，微电路的输出晶体管就会打开，电流流过 LED 并点亮。您可以使用低功率继电器或切换负载的晶体管开关代替 LED。电阻器 R1 可用于调整比较器的操作电平。 R2 用作镇流器并限制通过 LED 的电流。
但这样的包含并不能使用 TL431 的所有功能 - 比较器可以构建在更适合此类继电器的任何其他微电路上。相同的组件是为其他目的而设计的。
在并联稳压器模式下开启 TL431 的最简单电路是 2.5 V 参考电压源。为此，只需要一个镇流器 电阻器，这将限制通过输出晶体管的电流。
重要的！ 与经典的齐纳二极管开关电路不同，您不应在输出端并联电容器。这会导致寄生振荡。一般来说，不需要，因为开发人员已采取措施降低输出噪声。但正因为如此，微电路不能像传统的齐纳二极管那样用作噪声发生器的基础。
更充分地，微电路的功能用于由电阻器 R1 和 R2 形成的反馈电路。
通电后，输出电压会在几微秒内上升并稳定下来（转换速率未标准化）。 Ustab 已设置 分隔线，可以通过公式Ustab=2.495*(1+R2/R1)计算。计算时必须牢记，这种夹杂物的内阻会增加 (1 + R2 / R1) 倍。
您可以通过打开附加的经典方式来增加稳定器的负载能力 双极晶体管.
重要的！ 晶体管必须包含在反馈回路电路中。
这种包含将电路转换为并联稳压器，要求输入电压超过输出电压。它的效率不能超过 Uout/Uin 比率。这会使稳压器的参数变差，因此最好使用场效应晶体管，其上的电压降较小。
在这里，由于输入和输出电压之间所需的差异较小，效率较高，但晶体管栅极需要额外的电源 - 其电压必须超过 Vin。
在 TL431 上，您可以组装电流稳定器。
晶体管集电极电路中的电流将等于 Istab \u003d Vref / R1。
如果相同的电路以两端网络的形式包括在内，则将获得限流器。
电流将被限制在 Io=Vref/R1+Ika。镇流电阻的值必须从条件 Rb=Uin(Io/hfe+Ika) 中选择，其中 hfe 是晶体管增益。可以用具有此功能的万用表测量。
无线电爱好者在非标准夹杂物中使用微电路。 TL431有自激倾向，这是一个缺点。但这使得它可以用作电压控制的发电机。为此，在输出端安装了一个电容器。
什么是类似物
该微电路在专业人士和电子爱好者的世界中具有很高的知名度。因此，它由许多制造商生产。世界著名公司德州仪器（作为开发商）、摩托罗拉、飞兆半导体等都以原名生产微电路。之前发布的 TL430 稳压器就更不用说了，Vref = 2.75 V，最大工作电流提高了一倍半。但这种微电路的需求较少，并没有达到 SMD 安装时代的开始。
其他制造商生产具有其他字母索引的电压调节器，但它们的名称中始终包含数字 431（否则消费者根本不会注意未知的微电路）。市场上有：
- KA431AZ;
- 起亚431；
- HA17431VP;
- IR9431N
和其他功能相似的微电路。但鲜为人知和未知制造商的产品不保证符合参数。
有一个国产模拟 - KR142EN19A，生产在 KT-26 封装（类似于低功率晶体管）。它与原始芯片完全相似，但有些特性略有不同。因此，内部电阻在 <0.5 Ohm 内归一化。
值得一提的是SG6105 PWM控制器。它包含两个内部稳定器，与 TL431 完全相同。它们具有独立的端子，可用作参考电压源。
如何检查TL431芯片的性能
微电路的内部结构相当复杂，因此无法由一个测试仪检查。无论如何，您将不得不收集某种方案。如果有稳压电源，则需要三个电阻器和一个 LED。
电源电压不得超过 36 V。选择 R1 时，应确保在最大电压下，通过 LED 的电流不超过 10-15 mA。 R1 和 R3 的比率应使得在最大源电压时，R3 上的电压超过 2.5 V，最好大于 3。当输出电压从 0 V 上升到 R3 上的阈值时，LED 将闪烁，这意味着微电路正在工作。您不能安装 LED，而只需测量阴极的电压 - 它应该会突然变化。
如果没有稳压电源，但有恒压电源，则必须使用电位器代替 R3。当发动机双向旋转时，LED 应亮起并熄灭。
电子元件市场提供了非常广泛的集成电压调节器。但范围非常广泛，因此许多类型的微电路在市场上都有自己的利基。包括TL431。
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