在设计电子电路时，通常需要低功率稳压器或参考电压源。未调节的集成电压调节器涵盖了许多固定电压。受监管的是建立在 LM317芯片但它具有某些固有的缺点，并且通常具有过多的功能。在很多情况下，TL431芯片可以解决这个问题，它可以让您获得一个稳定电压的低功率电源，可以在2.5到36 V之间调节。
什么是TL431芯片
这种在二十世纪七十年代开发的微电路通常被称为“稳压调节器”，在示意图中它被表示为具有两个经典引脚的调节器 - 阳极和阴极。还有第三条线索，其目的将在后面讨论。微型组件看起来像一个 稳定器 它看起来根本不像微耦合器。它是作为普通微电路生产的，具有多种外壳变体。最初的版本只针对带有真孔的电路板，随着 SMD 技术的发展，TL431 开始“封装”在封装中以进行表面贴装，包括具有不同数量引脚的流行 SOT。操作所需的最小引脚数为 3。某些封装包含更多引脚。多余的引脚要么没有连接到任何地方，要么是重复的。
TL431 主要特点
主要特征，其知识足以执行电子电路设计中出现的 90% 以上的任务：
- 输出电压限制为 2.5...36V（这可视为负值，因为现代稳压器的下限为 1.5V）；
- 最大电流为 100 mA（它很小，可与普通功率调节器相媲美，因此不值得使微电路过载，因为它没有保护）；
- 内阻（等效双极阻抗）约为 0,22 欧姆；
- 动态电阻 - 0,2...0,5 欧姆；
- Uref=2.495 V，精度 - 取决于系列，从 ±0.5% 到 ±2%；
- TL431C 的工作温度范围为 0...+70 °С，对于 TL431A - 负 40...+85 °С。
其他特性，包括温度图表，可以在数据表中找到。但是，在大多数情况下，您不需要它们。
引脚分配和操作
在分析芯片的内部结构时，很明显与稳压器的比较是相当传统的。
TL431 最类似于比较器。反相输出的参考电压 Vref 为 2.5V。这个电压是稳定的，所以输出也会稳定。带出同相输出。如果施加到它的电压不超过参考电压，比较器输出 比较器输出 零，晶体管关闭，没有电流流动。如果直接输入的电压超过 2.5 V，则差分放大器的输出为正，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稳定二极管的雪崩击穿。该二极管旨在防止反向电路。
重要的！ 参考电压的引脚不应在任何地方悬空，它需要至少 4 µA 的电流。
事实上，这个电路也是有条件的——它只适合解释工作的性质。实际上，一切都是根据其他原则来实现的。例如，在电路内部，您找不到具有 2.5V 参考电压的点。
连接图示例
TL431 电路的选项之一是普通比较器。您可以在其上构建一些阈值继电器——例如，电平继电器、光继电器等。只有它的参考电压源是内置的，无法调节，因此通过传感器调节电流和电压降。
一旦传感器下降 2.5 V，芯片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晶体管开关代替 LED 来切换负载。使用电阻器 R1，您可以调整比较器的响应水平。 R2 用作镇流器并限制通过 LED 的电流。
但是这样的包含不允许使用 TL431 的所有可能性 - 比较器可以构建在更适合此类继电器的任何其他芯片上。该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 2.5V 参考电压源。你只需要一个镇流器 电阻器，这将限制通过输出晶体管的电流。
重要的！ 与 AVR 的经典电路相比，您不应在输出端并联电容器。这会导致寄生振荡。通常不需要，因为开发人员已采取措施降低输出端的噪声。但正因为如此，该芯片不能用作像普通稳压器那样的噪声发生器的基础。
芯片的能力在由电阻R1和R2组成的反馈电路中得到了更充分的利用。
当施加电源时，输出电压会上升并稳定几微秒（转换速率未调节）。 Ustab 由 由分频器，可以通过公式Ustab=2,495*(1+R2/R1)计算。计算时要注意，这种接法内阻增加了（1+R2/R1）倍。
可以以经典方式增加调节器的负载能力，方法是包括一个额外的 双极晶体管.
重要的！ 晶体管必须包含在反馈回路中。
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 Uin/Uin 比率。这会降低稳压器的参数，因此最好使用场效应晶体管，它的电压降较小。
由于输入和输出电压之间所需的差异较小，因此效率更高，但您需要为晶体管栅极提供额外的电源 - 它的电压必须高于 Uin/out。
您可以使用 TL431 构建电流调节器。
集电极电路电流将等于 Istab=Vref/R1。
如果包含相同的电路作为双极，您将得到一个限流器。
电流将被限制在 Io=Vref/R1+Ika。镇流电阻的额定值必须从条件 Rb=Uinh(Io/hfe+Ika) 中选择，其中 hfe 是晶体管增益。可以用万用表测量，万用表有这样的功能。
无线电爱好者也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。但它可以将其用作压控振荡器。为此，在输出端安装了一个电容器。
什么是类似物
该微电路在电子专业人士和业余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。世界知名公司德州仪器（作为开发者）、摩托罗拉、飞兆半导体等以原名生产该芯片。不能不提之前生产的TL430稳压器，Vref=2.75V，最大工作电流的一倍半。但这种芯片的需求量较小，直到 SMD 贴装时代才存活下来。
其他制造商生产的电压调节器具有其他字母索引，但名称中必须包含数字 431（否则消费者根本不会注意未知芯片）。市场上有：
- KA431AZ;
- 起亚431；
- HA17431VP;
- IR9431N
和其他功能类似的芯片。但鲜为人知和不知名厂商的产品不保证参数匹配。
有一个国产模拟——KR142EN19A，在KT-26的情况下生产（类似于小功率晶体管）。它与原始芯片完全相似，但有些特性略有不同。例如，内部电阻归一化为 <0.5 欧姆。
SG6105 PWM 控制器也值得注意。它包含两个内部稳定器，与 TL431 完全相同。它们具有独立的引脚，可用作参考电压源。
如何检查 TL431 芯片是否工作
微电路内部结构比较复杂，单台测试仪无法测试。在任何情况下，您都必须组装某种电路。如果有可调电源，则需要三个电阻器和一个 LED。
电源电压不超过36V。选择 R1 以便在最大电压下通过 LED 的电流不超过 10-15 mA。 R1 与 R3 的比率应使得在最大源电压时，R3 上的电压超过 2.5 V，或者更好的是，超过 3。当输出电压从 0V 上升到 R3 达到阈值时，LED 将闪烁这意味着芯片是好的。您不能设置 LED，而只需测量阴极的电压 - 它应该逐步变化。
如果没有稳压源，但有恒压电源，就得用电位器代替R3。当您在两个方向上旋转滑块时，LED 应该会打开和关闭。
电子元件市场提供了非常广泛的集成电压调节器。而且应用领域非常广泛，所以很多类型的IC在市场上都有自己的优势。包括 TL431。
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