TL431 是一種常用的可調式精密電壓參考器件，廣泛應用于電源管理、精密電壓調節和電壓監測等電路中。它通常采用貼片封裝形式，特別適用于集成電路小型化設計。TL431 是一種內部具有基準電壓的三端可調線性穩壓器，其工作原理類似于傳統的齊納二極管和誤差放大器的組合。對于需要精確電壓參考的應用，TL431 提供了一個非常穩定且易于控制的解決方案。

TL431 引腳功能與引腳圖

TL431 是一個三端集成電路，其中每個引腳的功能如下：

1. 引腳 1（Ref，參考端）： 這是 TL431 的參考端，連接外部電阻網絡來設置輸出電壓。當外部電壓（如分壓電阻）接到該引腳時，它會與 TL431 內部的基準電壓進行比較。TL431 內部基準電壓為 2.495V（典型值），它通過該引腳調節其輸出，直到外部電壓與基準電壓匹配。

2. 引腳 2（Anode，陽極端）： 這是 TL431 的輸入端口，通常連接到電源電壓或電路的正電壓供電端。陽極端的電壓必須高于參考端（引腳 1）的電壓，否則 TL431 將無法正常工作。在電路中，陽極端通常會與外部負載連接，并且需要對陽極端進行適當的電壓調節。

3. 引腳 3（Cathode，陰極端）： TL431 的輸出端，通常連接到外部電路的負載或反饋回路。當 TL431 開始工作時，它通過該引腳提供低阻抗的輸出電壓。如果參考電壓和陽極端電壓滿足特定條件，TL431 會將電壓穩定在接近其基準電壓的值。

下圖是 TL431 引腳的標準布局，幫助用戶在設計電路時正確識別每個引腳的功能：

其中：

• 引腳 1（Ref） 是參考輸入端；

• 引腳 2（An） 是陽極端；

• 引腳 3（K） 是陰極端。

TL431 的工作原理

TL431 的核心工作原理基于其內部的誤差放大器和基準電壓源。當 TL431 的陽極端電壓高于其參考端電壓（2.495V），且滿足一定的輸入條件時，它會像一個開關一樣工作。通過調整外部電路的反饋電阻，可以設置 TL431 的輸出電壓。這種輸出電壓是根據參考端和陽極端之間的電壓差進行調節的。

TL431 主要用于精密電壓調節應用，例如：

• 開關電源中的反饋控制；

• 電壓監測和電池電壓檢測；

• 過壓或欠壓保護；

• 穩定的基準電壓生成。

在典型的使用場合中，TL431 的參考端連接一個分壓電阻網絡，陽極端連接到電源電壓，而陰極端連接到負載或其他調節電路。通過調整參考端的電壓，TL431 可以根據外部電壓需求穩定輸出電壓。

TL431 在電路中的應用

TL431 的應用非常廣泛，以下是一些典型應用場景：

1. 電源反饋調節： 在開關電源中，TL431 常用于輸出電壓的反饋調節。當輸出電壓需要穩定在一定值時，TL431 與電源控制電路一起工作，確保電源輸出電壓不會偏離設定值。由于其高精度和易調性，TL431 在電源管理中扮演著至關重要的角色。

2. 電壓基準源： TL431 可以作為一個精密的電壓基準源，提供穩定的基準電壓。它的內建基準電壓為 2.495V，適用于對低電壓電路和精密測量設備的電壓參考要求。

3. 過壓保護電路： TL431 可用于過壓保護電路中，當電壓超過預設值時，通過反饋回路控制電路動作，避免設備損壞。這類應用常見于各種電池充電器和電源保護電路中。

4. 電池電壓監測： 在電池管理系統中，TL431 可以用來監測電池電壓。當電池電壓過低時，TL431 會觸發保護機制，防止電池過度放電。

5. 可調穩壓器： TL431 可通過外部電阻網絡設置輸出電壓，成為一個可調式穩壓器。對于需要調節輸出電壓的電路，TL431 提供了一個成本效益高且精度較高的解決方案。

TL431 的封裝形式

TL431 通常有多種封裝形式，其中最常見的包括：

• SOT-23 封裝：這種封裝適合用于表面貼裝（SMD）應用，尤其在小型化設計中非常流行。

• DIP-8 封裝：這種封裝適用于傳統的直插式安裝，適合于實驗室或原型設計中使用。

• TO-92 封裝：這種封裝較為常見于普通的貼片電路中。

每種封裝形式都有其特定的適用場景和優勢，設計者可以根據需要選擇合適的封裝方式。

TL431 的性能參數

TL431 的主要性能參數包括：

• 參考電壓：典型值為 2.495V，具有高精度；

• 參考電壓溫度系數：0.5% / °C，這意味著 TL431 的基準電壓隨著溫度的變化而發生輕微波動，但這一變化非常小；

• 輸出電流范圍：TL431 可以提供 1 mA 到 100 mA 的輸出電流；

• 工作電壓范圍：從 2.5V 到 36V；

• 輸出電壓調節精度：具有高精度，適合精密電源設計。

總結

TL431 是一種非常重要且多用途的集成電壓參考器件，其精密的電壓調節和穩定的輸出特性使其成為電源設計、過壓保護、穩壓器等應用中的理想選擇。通過對其引腳的正確使用和外部電阻網絡的精確設置，設計者能夠根據實際需求靈活調節其輸出電壓。無論是在開關電源設計中，還是在電池電壓監測和過壓保護等領域，TL431 都展現了出色的性能。