TL431传递函数的推导
开关电源环路中的TL431
开关电源环路中的TL431作者：安森美半导体产品线应用工程总监Christophe Basso 来源:电子设计应用2009年第4期通过极点和零点创建相位提升环路补偿的原理，在于当转换器工作在闭环时，确保所有工作条件下都有安全的相位和增益裕量。
相位增益意指在交越频率fc下环路增益T(s)的总相位旋转小于-360°，相反，总相位旋转是-360°时，相位增益容许环路增益模块与0dB轴之间存在距离。
为确保顾及这些设计条件，必须插入一个补偿电路G(s)，其任务是在选定频率下改变环路增益，使其穿越0dB轴，以及在所考虑到的频率下具备足够的相位和增益裕量。
应该如何选择交越频率呢？举例来说，有的设计人员武断地选择开关频率的1/5作为交越频率。
更好的方法是根据规范表中列出的最大下冲值来分析获得0dB轴上的交越点。
参考文献1中介绍了获得0dB交越点的一个合适方法。
为方便起见，可假定交越频率为1kHz，并以此为例展开讨论。
图1 采用电流模式工作的反激转换器的典型电源转换段重要的第一步从电源段波特图开始，这就是记作H(s)的函数，如图1所示。
它是具有斜坡补偿特性的隔离型电流模式CCM反激转换器的响应。
这个波特图可以采用基准测试数据、解析性分析或使用SPICE仿真器来获得。
从图中可以发现，增益缺额为-22dB，相位旋转为-63°，这两个值都是在选定的1kHz交越频率读取的。
为获得良好的输入抑制，需要较小的输出静态误差、低的输出阻抗和大的直流增益。
原点处的极点可以满足这个要求。
就数学等式而言，原点处的极点表述为下述形式：遗憾的是，将极点恰当置于原点会导致永久的相位旋转。
而且，由于使用运放或采用反向配置接线的TL431，总相位旋转将达到-270°。
因此，如果将这-270°的相位旋转与电源段-63°的相位旋转相加，最后会得到-333°的总环路相位旋转。
这就为设计提供了27°的裕量，避免冲击到-360°的限制。
TL431的工作原理
TL431的工作原理TL431是一种精密可调电压参考电源，常用于电源管理、电压稳定和电流控制等应用中。
它是一种三端稳压器，由美国德州仪器（Texas Instruments）公司设计和生产。
TL431的工作原理基于反馈控制的概念。
它的输入端（Anode）连接到待调节的电压，输出端（Cathode）连接到负载，而参考端（Reference）连接到一个参考电压源（通常是一个稳压二极管或电阻分压电路）。
通过调节参考端的电压，TL431可以实现对输出电压的精确控制。
TL431内部有一个比较器和一个可调电流源。
比较器将参考电压与反馈电压进行比较，产生一个误差信号。
可调电流源根据误差信号的大小，调整输出电流，从而实现对输出电压的调节。
当参考电压大于反馈电压时，比较器输出低电平，可调电流源关闭或输出较小的电流，从而使输出电压上升。
当参考电压小于反馈电压时，比较器输出高电平，可调电流源打开或输出较大的电流，从而使输出电压下降。
通过不断调整参考电压和输出电流，TL431能够稳定输出所需的电压。
TL431还具有过温保护功能。
当芯片温度超过一定阈值时，内部的过温保护电路将启动，将输出电压降低至安全范围，保护芯片免受损坏。
TL431的特点包括高精度、低温漂移、低噪声、高稳定性和快速响应等。
它的工作电压范围通常为2.5V至36V，最大输出电流可达100mA。
由于其性能可靠，TL431被广泛应用于电源管理、电压稳定、电流控制、电池充电管理等领域。
总之，TL431是一种精密可调电压参考电源，通过反馈控制实现对输出电压的精确调节。
它具有高精度、低温漂移、低噪声和高稳定性等特点，适用于各种电源管理和电压稳定的应用。
TL431的工作原理
TL431的工作原理TL431是一种常用的三端稳压器，广泛应用于电源管理和电路控制中。
它具有稳定的输出电压和良好的温度稳定性，被广泛用于电源电压调节、电流限制和电压比较等应用。
本文将介绍TL431的工作原理，包括引言概述、正文内容和总结。
引言概述：TL431是一种基于二极管的稳压器，它通过反馈机制来调节输出电压，使其保持在设定值附近。
它的工作原理基于参考电压和比较电压之间的关系，通过控制电流来调节输出电压。
下面将详细介绍TL431的工作原理。
正文内容：1. 参考电压源1.1 内部参考电压源：TL431内部集成为了一个参考电压源，通常为2.5V。
这个参考电压源是通过一个稳流二极管和一个温度补偿电路实现的，能够提供一个稳定的参考电压。
1.2 外部参考电压源：除了内部参考电压源，TL431还可以使用外部参考电压源。
通过将外部参考电压与TL431的参考电压进行比较，可以实现更高的精度和灵便性。
2. 比较电压2.1 输入电压：TL431的输入引脚与电源电压相连，它将输入电压与参考电压进行比较。
2.2 反馈电压：TL431的输出引脚与负载相连，它将输出电压与参考电压进行比较。
2.3 比较结果：通过比较输入电压和反馈电压，TL431能够判断输出电压是否达到设定值，并根据比较结果来调节输出电压。
3. 控制电流3.1 参考电流：TL431内部集成为了一个参考电流源，它将参考电压源提供的参考电压转换为一个稳定的电流。
这个参考电流与比较电压之间的关系决定了TL431的工作状态。
3.2 调节电流：根据比较结果，TL431会通过控制电流来调节输出电压。
当输出电压低于设定值时，TL431会增加控制电流，使输出电压升高；当输出电压高于设定值时，TL431会减小控制电流，使输出电压降低。
4. 反馈回路4.1 反馈电阻：为了实现稳定的输出电压，TL431需要与反馈电阻相连。
通过调整反馈电阻的值，可以改变TL431的工作状态和输出电压。
TL431计算范文
TL431计算范文TL431是一种可调节精准电压参考源，常用于控制回路中的电压稳定器、电流模式稳压器以及过压保护回路等。
它的特点是具有高精度、低成本、低功耗和广泛的应用范围。
本文将详细介绍TL431的计算原理及其在实际电路设计中的应用。
一、TL431的基本原理TL431的输入引脚标有Anode（阳极）、Cathode（阴极）和Ref（参考电压）。
阳极和阴极之间的电压差称为参考电压。
当Anode引脚的电压高于Cathode引脚时，输出电压将增加；反之，当Anode引脚的电压低于Cathode引脚时，输出电压将降低。
通过调节Ref引脚的电压，可以实现对输出电压的精确控制。
二、TL431计算公式在实际应用中，我们需要根据具体电路的要求来计算TL431的参数。
TL431的输出电压计算公式如下：Vout = Vref * (1 + R2 / R1)其中，Vout为输出电压，Vref为TL431的参考电压（通常为2.5V），R1和R2为外部电阻。
在计算TL431参数时，我们通常通过R1、R2和Vout三个参数来确定。
首先，我们需要根据电路要求确定所需的输出电压Vout；然后，根据Vref的取值，选择合适的R2电阻值；最后，通过计算R1的值，以使公式成立。
由于TL431的参考电压Vref为2.5V，我们以Vout = 5V为例，假设选择R2为2.2kΩ，计算R1的值如下：5=2.5*(1+R2/R1)将已知值代入以上公式，可以求解R1的值。
三、TL431在实际电路设计中的应用1.电压稳压器TL431常被用作电压稳压器，用于控制输入电压的波动在一定范围内。
通过调节Ref引脚的电压，可以实现对输出电压的精确控制。
在设计电压稳压器电路时，我们可以根据所需的输出电压和稳定性要求来选择合适的外部电阻。
2.电流模式稳压器TL431还常被用作电流模式稳压器，用于保持输出电流不变。
通过在TL431的阳极和阴极之间接入限流电阻，可以实现对输出电流的精确控制。
TL431电路原理及频率特特性的研究
TL431是一种高精度、低温漂电压基准器件，目前已得到广泛应用。
TL431具有很高的电压增益，实际应用中易发生自激等问题，造成许多困惑，本文系统分析TL431的内部电路，并给出利用计算机分析计算的方法，使设计人员对关于TL431电路的稳定性有准确的整体把屋。
一、基本参数估计（1）静态电流分配：TL431的最小工作电流为0.4mA，此时V10基本上没有电流（取0.03mA，be压降0.6）。
V9射极电流为0.6V/10k=0.06mA。
设V3的be压降为0.67V ，V1、V2的集电极电压均为0.67V，所计算时把R1、R2看作并联，，则算得V3射极电流为(2.5-0.67*2)/(3.28+2.4//7.2)=0.228mA。
剩余电流0.4-0.228-0.06-0.03=0.52mA，提供给V7、V8电流镜，V7、V8各获得0.04mA。
V4、V5、V6、V7、V8工作电流均为0.04mA。
（2）假内部三极管的fT值为100—200MHz，当工作电流小的时候fT为10—100MHz，由此间接估计三极管内部的等效电容。
cb结电容均假设为1—2pF。
V4、V7 、V8、V9等三极管工作电流小，所以fT要小很多（结电容为主，扩散电容较小）。
（3）V4、V5工作电流较小，通常小电流时电流放大倍数也较小。
设V4的放大倍数为50倍左右。
（4）为方便计算，设V9、与V10的电流放大系数相同，V9、V10与电流增益直接相关，它们的放大倍数可由TL431数据表间接计算出来。
注1：晶体管的低频放大倍数与直流放大倍数是不相同的，静态工作电流小时二者相差不大，静态电流大时二者可能相差很大，具体与该晶体管的特性有关。
二、TL431带隙基准电压产生原理带隙基准产生的原理不是本文要阐述的主要问题，但TL431内部的基准电路与增益和关，所以有必要对其分析。
1、Vbe压降在室温下有负温度系数约C=-1.9至-2.5mV/K，通常取-2mV/K，而热电压UT=DT在室温下有正温度系数D=0.0863 mV/K，将UT乘以适当倍率并与Vbe相加可大大消除温度影响。
TL431的原理及应用
TL431的应用及原理时间：2009-12-29 13:30:05 来源：作者：TL431作为一个高性价比的常用分流式电压基准，有很广泛的用途。
这里简单介绍一下TL431常见的和不常见的几种接法。
图(1)是TL431的典型接法，输出一个固定电压值，计算公式是：Vout = (R1+R2)*2.5/R2，同时R3的数值应该满足1mA < (Vcc-Vout)/R3 < 500mA当R1取值为0的时候，R2可以省略，这时候电路变成图(2)的形式，TL431在这里相当于一个2.5V稳压管。
利用TL431还可以组成鉴幅器，如图(3)，这个电路在输入电压Vin < (R1+R2)*2.5/R2 的时候输出Vout为高电平，反之输出接近2V的电平。
需要注意的是当Vin在(R1+R2)*2.5/R2附近以微小幅度波动的时候，电路会输出不稳定的值。
TL431可以用来提升一个近地电压，并且将其反相。
如图(4)，输出计算公式为：Vout = ( (R1+R2)*2.5 - R1*Vin )/R2特别的，当R1 = R2的时候，Vout = 5 - Vin。
这个电路可以用来把一个接近地的电压提升到一个可以预先设定的范围内，唯一需要注意的是TL431的输出范围不是满幅的。
TL431自身有相当高的增益(我在仿真中粗略测试，有大概46db)，所以可以用作放大器。
图(5)显示了一个用TL431组成的直流电压放大器，这个电路的放大倍数由R1和Rin决定，相当于运放的负反馈回路，而其静态输出电压由R1和R2决定。
这个电路的优点在于，它结构简单，精度也不错，能够提供稳定的静态特性。
缺点是输入阻抗较小，Vout的摆幅有限。
TL431的应用1、介绍后备式电源的安全运行需要将输入和输出隔离，这种隔离需要保证控制芯片不能直接对输入和输出电压进行侦测。
由于输入控制输出，一个用于控制输出的误差信号必须从输出得到，这篇应用文章主要讨论了一种应用AS431 和光耦4N27 实现电压反馈的简单方法。
开关电源电路中的TL431(三)
开关电源环路中的TL431作者：安森美半导体产品线应用工程总监Christophe Basso 来源:电子设计应用2009年第6期采用TL431实现的3类补偿器图1所示是采用TL431的3类补偿器。
它创建了一个在原点处的极点f po、两个极点f p1和f p2，加上两个零点f z1和f z2。
得益于这个配置，设计人员能够在交越频率提升相位最多达180°的理论限制值。
图1 采用TL431构建的3类补偿器受到存在的快通道的牵制，而快通道会通过R LED引发额外的调制遗憾的是，如参考中描述的那样，这个特别布局中的LED电阻(R LED)充当两个角色：一个用于中频带增益，另一个用于额外的零点位置。
下面的传递函数对此进行了确认：因此，找出恰当的组合，让R LED在提供恰当增益的同时也提供所需要的零点位置，就仍能确保R LED满足最低偏置条件——这个道理易懂，实践起来却远非易事。
造成这种状况的原因就是快通道的存在，这快通道与由R1和R lower构成的分压器并联，是其中一部分输出电压经过的路径。
如果R LED完全用于偏置目的，且没有交流连接至输入电压V out，它就肯定会从等式(1)中所示的任何极点/零点组合中消失。
问题在于快通道问题来自于R LED连接至输入信号V out。
在典型的基于运算放大器的配置中，输入调制通过感测V out的R1和R lower电阻桥单独转换至输出。
在应用TL431的配置中，由于R LED连接至V out，R LED也会出现在调制通道，并充当传递函数的功能。
当C1短路时，也就是在高频时，V out调制通过电阻桥至LED的传输就消失，而TL431成为一个简单的齐纳二极管，固定着LED阴极电势。
然而，由于这条经R LED通往V out 的链路，调制仍然到达LED，并因此到达V FB，对光耦合器电流的影响如下所示：与上述等式相当的原理图如图2所示，其中，尽管R1/R lower和U1之间不存在链路(由于C1短路)，但单独流过R LED的调制电流仍会到达输出，如图中右侧所示。
TL431的工作原理
TL431的工作原理引言概述：TL431是一种广泛应用于电源管理和电压参考的集成电路。
它被设计成一个可调的精密电压参考源，具有高精度和低温漂移特性。
本文将详细介绍TL431的工作原理及其应用。
一、基本原理1.1 内部比较器TL431内部包含一个比较器，用于将输入电压与参考电压进行比较。
比较器的输出信号将控制TL431的工作状态。
1.2 参考电压源TL431的参考电压源是通过一个电阻分压网络产生的。
这个网络可以根据需要调整，以产生所需的参考电压。
参考电压源的稳定性和精度对TL431的工作性能起着重要作用。
1.3 反馈回路TL431的输出端与输入端通过一个反馈回路相连。
这个回路通过调整输入电压，使得比较器的输出保持稳定。
反馈回路中的元件选择和设计对于保持输出电压的稳定性和精度至关重要。
二、工作原理2.1 开关特性TL431根据比较器的输出状态来控制其开关特性。
当输入电压高于参考电压时，比较器输出高电平，TL431处于导通状态；当输入电压低于参考电压时，比较器输出低电平，TL431处于截止状态。
2.2 稳压特性通过调整参考电压源，可以使TL431输出稳定的电压。
当输入电压波动时，反馈回路会调整输入电压，以保持输出电压的稳定性。
TL431的稳压特性使其广泛应用于电源管理和电压参考电路中。
2.3 温度补偿特性TL431具有良好的温度补偿特性，可以在不同温度下提供稳定的输出电压。
这一特性使得TL431在各种环境条件下都能够可靠地工作。
三、应用领域3.1 电源管理TL431广泛应用于电源管理电路中，如开关电源、稳压器和电池充电器等。
它可以提供稳定的参考电压，确保电源输出的稳定性和精度。
3.2 电压参考源由于TL431具有高精度和低温漂移特性，它经常被用作电压参考源。
它可以提供稳定的参考电压，用于校准和测量电路。
3.3 温度补偿电路由于TL431具有良好的温度补偿特性，它常被用于温度补偿电路中。
通过与其他元件结合，可以实现对温度变化的自动补偿，提高电路的稳定性和精度。
TL431反馈参数计算(精)
关于参数的选择各种意见:一、这是CMG大师的论述:R6的取值,R6的值不是任意取的,要考虑两个因素:1431参考输入端的电流,一般此电流为2uA左右,为了避免此端电流影响分压比和避免噪音的影响,一般取流过电阻R6的电流为参考段电流的100倍以上,所以此电阻要小于2.5V/200uA=12.5K. 2待机功耗的要求,如有此要求,在满足《12.5K的情况下尽量取大值.431要求有1mA的工作电流,也就是R1的电流接近于零时,也要保证431有1mA,所以R3<=1.2V/1mA=1.2K即可.除此以外也是功耗方面的考虑.R1的取值要保证TOP控制端取得所需要的电流,假设用PC817A,其CTR=0.8-1.6,取低限0.8,要求流过光二极管的最大电流=6/0.8=7.5mA,所以R1的值<=(15-2.5-1.2/7.5=1.5K,光二极管能承受的最大电流在50mA左右,431为100mA,所以我们取流过R1的最大电流为50mA,R1>(15-2.5-1.3/50=226欧姆.要同时满足这两个条件:226R5的取值上面的计算没有什么问题.R5C4形成一个在原点的极点,用于提升低频增益,来压制低频(100Hz纹波和提高输出调整率,即静态误差,R4C4形成一个零点,来提升相位,要放在带宽频率的前面来增加相位裕度,具体位置要看其余功率部分在设计带宽处的相位是多少,R4C4的频率越低,其提升的相位越高,当然最大只有90度,但其频率很低时低频增益也会减低,一般放在带宽的1/5初,约提升相位78度.这就是431取样补偿部分除补偿网络以外其他元件值的完整的计算方法,对初级任何控制IC都使用,补偿网络的计算会在15号的研讨会上讲解.希望对大家有益!!!!!!二、 V o的接法.反馈电压V o的接法基本上有2种.A 从最终输出段子接;B在输出的LC滤波前接. 采用接法A,可以直接反应输出电压,但是却在整个系统中引入了一个LC 的二阶系统,不利于反馈调节,而且也会减缓对输出负载变换的动态响应.采用接法B,避开了这个LC的二阶系统,简化了整个系统.而通过L之后,电压降一般都很小,所以通常采用的方法是把V o接在输出的LC滤波器前面.至此,这个由光耦和TL431组成的反馈系统直流偏置部分就分析计算完毕. 三、动态工作点小信号分析以及计算.当电源工作在一个稳定的状态的时候,就可以进行小信号的交流分析.1.基本传递函数的推导及说明.根据TL431的规格书描述,可以把TL431描述为图三所示器件组合从图三所示,可以把TL431的内部看成一个高阻抗输入的运放.则可以把图一的TL431部分用图四来表示则小信号波动时候,从图一中可以得到可以表示为以下等式:这是一个由着一个零点,2个极点的,典型的II类系统.2.零极点和原点增益的安排规则,及各参数的确定.确定反馈系统的零极点以及增益,需要首先知道功率部分的传递函数,然后才能做补偿.功率部分的传递函数可以通过计算或者测量得出,可以参见(B.Erickson,D.Maksimovic,”Fundamentals of Power Electronic”, Kluwers Academic Publishers,ISBN0-7932-7270-02.1 穿越频率(cross over frequencyfc 的确定.穿越频率越高,系统就有越大的带宽,对负载响应和线电压响应就越快.由奈奎斯特(Nyquist采样定理可得,穿越频率的上限不能超过工作频率的0.5 倍.带宽越宽,越容易引入噪声,系统的稳定性越差,在一般反激式转换器的穿越频率都设计在几k赫兹.本例中设定fc为2kHz.2.1 穿越频率(cross over frequencyfc 的确定.穿越频率越高,系统就有越大的带宽,对负载响应和线电压响应就越快.由奈奎斯特(Nyquist采样定理可得,穿越频率的上限不能超过工作频率的0.5 倍.带宽越宽,越容易引入噪声,系统的稳定性越差,在一般反激式转换器的穿越频率都设计在几k赫兹.本例中设定fc为2kHz.2.2 反馈系统设计反馈系统设计,要使得整体的开环系统的增益曲线从反馈系统的平台中间过零,即穿越频率要落在反馈系统的平台中间.(PS:这个就是设计反馈回路的重要点了.。
TL431的工作原理
TL431的工作原理TL431是一种广泛应用于电源管理和电压参考电路中的三端稳压器。
它具有高精度、低漂移、低噪声和高稳定性等特点，被广泛应用于各种电子设备中。
TL431的工作原理基于反馈控制的概念。
它通过比较输入电压和参考电压之间的差异来调节输出电压，以达到稳定的输出电压。
下面将详细介绍TL431的工作原理。
1. 内部结构TL431由参考电压源、比较放大器、输出驱动器和稳压管组成。
参考电压源产生一个稳定的参考电压Vref，普通为2.5V。
比较放大器将输入电压Vin与参考电压Vref进行比较，并产生一个控制信号。
输出驱动器根据控制信号来调节稳压管的导通电流，从而控制输出电压。
2. 工作原理当输入电压Vin高于参考电压Vref时，比较放大器输出一个高电平信号，导致稳压管导通。
稳压管导通后，它会将多余的电流通过稳压管绕过负载，以保持输出电压稳定。
当输入电压Vin低于参考电压Vref时，比较放大器输出一个低电平信号，导致稳压管截止。
稳压管截止后，它不会引导电流，输出电压将降低。
3. 稳定性TL431具有高稳定性的特点，主要得益于其内部的负温度系数。
当温度上升时，稳压管的导通电流会减小，从而抵消了输入电压的增加，使得输出电压保持稳定。
此外，TL431还具有低温漂移和低噪声的特点，进一步提高了稳定性。
4. 应用由于TL431具有高精度和高稳定性，它被广泛应用于电源管理和电压参考电路中。
例如，它可以用作开关电源的反馈控制元件，用于调整输出电压。
此外，它还可以用于电池充电管理、电流限制和过压保护等应用中。
总结：TL431是一种广泛应用于电源管理和电压参考电路中的三端稳压器。
它通过比较输入电压和参考电压之间的差异来调节输出电压，以达到稳定的输出电压。
TL431具有高精度、低漂移、低噪声和高稳定性等特点，被广泛应用于各种电子设备中。
它的工作原理基于反馈控制的概念，通过内部的比较放大器和稳压管来实现输出电压的调节。
TL431的工作原理简单而可靠，使得它成为电子领域中不可或者缺的元件之一。
TL431及LM1117原理及应用
TL431及LM1117原理及应用TL431尾缀字母表示产品级别及工作温度范围,C为商业品（－10℃～＋70℃）,I为工业品（－40℃～＋85℃）,M为军品（－55℃～＋125℃）。
该器件的主要技术指标为：●基准电压温漂小：≤±50ppm／℃;●基准电压精度高：2.5V±1％;●输出噪声电压低：≤100μVpp;●稳压范围宽：(2.5～36)V连续可调;●负载电流范围大：(1.0～100)mA。
4 典型应用实例4.1 稳压基准许多稳压基准的负载能力都很小,端电压调节也不方便,而由TL431构成的稳压基准温漂小,又有相当的负载能力,且输出电压连续可调,电路简单。
可调稳压电源(附图2)Vo可在2.5~36V之间调节.V0=Vref(1+R1/R2)(Vref=2.5v),由于承受电压与(Vi -Vo)有关,因此压差很大时,R的功耗随之增加.使用时注意.实际应用实例1．National semiconductor 公司的LM1117系列低压差电压调节器系列：● 压差在1.2V 输出，负载电流为800mA 时为1.2V● 与国家半导体的工业标准器件LM317有相同的管脚排列● LM1117有可调电压的版本，通过2个外部电阻可实现1.25～13.8V 输出电压范围● 5个固定电压输出（1.8V 、2.5V 、2.85V 、3.3V 和5V ）的型号● LM1117提供电流限制和热保护● 电路包含1个齐纳调节的带隙参考电压以确保输出电压的精度在±1%以内● LM1117系列具有LLP 、TO-263、SOT-223、TO-220和TO-252 D-PAK 封装● 输出端需要一个至少10uF 的钽电容来改善瞬态响应和稳定性● 特性 提供1.8V 、2.5V 、2.85V 、3.3V 、5V 和可调电压的型号● 节省空间的SOT-223和LLP 封装● 电流限制和热保护功能● 输出电流可达800mA 线性调整率：0.2% (Max) 负载调整率：0.4% (Max)● 温度范围－LM1117：0℃~125℃ －LM1117I ：-40℃~125℃2．实际应用电路U1LM1117MPX-5.0/SOT-223VCC_OUTVin图中为比较理想的应用实例，在实际应用中输出端至少要求10uF 钽电容，以改善输出电压的瞬态变化及稳定性。
TL431的工作原理
TL431的工作原理TL431是一种可编程精密电压参考源，常用于电源管理和电压调节应用中。
它是一种三端稳压器，具有高精度、低温漂移和低噪声的特点。
TL431的工作原理基于比较器和反馈网络，通过调整其参考电压来实现精确的电压调节。
TL431内部结构包括比较器、放大器、参考电压源和输出驱动器。
其引脚包括参考电压输入引脚（REF）、比较器非反相输入引脚（IN-）、比较器反相输入引脚（IN+）、输出引脚（OUT）和阴极引脚（K）。
REF引脚连接到外部电阻分压网络，用于设置参考电压。
IN-引脚连接到待调节的电压源，IN+引脚连接到参考电压源。
OUT引脚为输出电压引脚，K引脚为阴极引脚。
TL431的工作原理如下：1. 当输入电压（IN-引脚）高于参考电压（REF引脚）时，比较器输出高电平，驱动输出引脚（OUT）的电压接近输入电压。
此时，TL431处于导通状态，输出电压与输入电压相等。
2. 当输入电压低于参考电压时，比较器输出低电平，驱动输出引脚的电压下降。
此时，TL431处于截止状态，输出电压接近于零。
3. 当输入电压等于参考电压时，比较器输出电平为中间状态，驱动输出引脚的电压保持稳定。
此时，TL431处于调节状态，输出电压保持恒定。
TL431的参考电压可以通过外部电阻分压网络来设置。
参考电压的大小决定了输出电压的稳定性和精度。
通过选择合适的电阻值，可以实现所需的输出电压。
例如，若参考电压为2.5V，通过将REF引脚连接到一个分压电阻网络，可以将输出电压设置为2.5V的倍数。
TL431还具有内部稳定器，可提供稳定的工作电流。
这使得TL431能够在广泛的工作条件下提供稳定的输出电压。
总结起来，TL431是一种可编程精密电压参考源，通过比较器和反馈网络实现精确的电压调节。
其工作原理基于参考电压的比较和调节，通过外部电阻分压网络设置参考电压，从而实现所需的输出电压。
TL431具有高精度、低温漂移和低噪声等特点，常用于电源管理和电压调节应用中。
TL431的工作原理
TL431的工作原理TL431是一种经典的三端稳压器，常用于电源电路中的电压参考源、电流源和比较器等应用。
它具有稳定的输出电压、高精度、低温漂移和低动态阻抗等特点，被广泛应用于电子设备中。
TL431的工作原理是基于反馈控制的电压比较器。
它由一个可调节的参考电压源、一个误差放大器和一个输出驱动器组成。
首先，参考电压源提供了一个稳定的参考电压Vref。
这个参考电压通常为2.5V，但也可以通过外部电阻网络进行调节。
Vref与输入电压Vin进行比较，产生一个误差电压Ve。
然后，误差放大器将误差电压Ve放大，并将放大后的信号与一个内部的参考电压进行比较。
这个内部参考电压是一个固定的参考电压，通常为2.5V。
根据比较结果，误差放大器输出一个控制信号，调节输出电压Vo。
最后，输出驱动器根据控制信号，调节输出电压Vo。
输出驱动器内部包含一个可调电阻网络，通过调节电阻值，控制输出电压的大小。
TL431的工作原理基于反馈机制，通过不断比较输入电压和参考电压，调节输出电压，使得输出电压保持稳定。
当输入电压发生变化时，误差放大器会产生一个控制信号，调节输出电压，使得输出电压与参考电压之间的差异最小化。
TL431的工作原理还允许通过外部电阻网络进行调节，以满足不同的应用需求。
通过选择合适的电阻值，可以调节输出电压的范围和精度。
总结起来，TL431的工作原理是基于反馈控制的电压比较器。
它通过比较输入电压和参考电压，调节输出电压，使得输出电压保持稳定。
同时，它还具有高精度、低温漂移和低动态阻抗等优点，使其成为电子设备中常用的稳压器。
[电子工程] 干货：开关电源TL431环路传递函数推导
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图2 2型TL431环路接法二1. 静态工作点设置根据TL431的规格书，其内部等效电路如图3所示，由内部集成的2.5V基准电压Vref，运放和三极管组成。
根据开环运放特性可知，当REF引脚上的电压小于Vref(2.5V)时，运放输出低电平，三极管截止关断，TL431阴极没有电流;当REF引脚上的电压大于Vref时，运放输出高电平，三极管饱和导通;只有当REF引脚电压与Vref相差不大时，三极管才工作于线性放大区，与负反馈的闭环运放工作情况类似，此时有接近恒定的阴极电流通过TL431。
由此可知，要想TL431工作在放大状态，其阴极电流有最小值要求，根据规格书如图4所示可知，阴极电流最小为1mA。
图3 TL431内部等效电路图4 TL431规格书首先简单分析下反馈调节过程，假设当负载加重而导致输出电流增大，而输出电压Vout减小，由电阻R1和电阻R2分压而得到的反馈电压也减小，其连接在TL431的REF端，从而使得TL431的净输入(VREF-Vref)随之减小，导致TL431从Vout得到的灌电流(sink current)也减小，通过光耦传递的电流也减小，使R6形成的压降减小，最终进入控制芯片的Vfb增大，占空比增大，输出Vout增大。
因此可知，当光耦电流为0最小时，占空比最大，光耦电流最大时，占空比最小。
当光耦电流为0时，由于需要满足TL431阴极电流最小1mA的要求，需要在光耦的发光二极管并联一个偏置电阻R5，以提供TL431所需要的阴极电流，其中，Vf为光耦发光二极管压降。
另外电阻R4有个最大值限制，当光耦电流最大时，CTR最小时，TL431阴极电压最小时，得到R4最大值，，其中，为光耦三极管饱和导通压降，根据图4所示的规格书可知为2.5V。
2. 传递函数推导针对图1电路，当开关电源工作于稳态时，即可使用小信号交流分析法进行环路传递函数的推导。
将TL431等效成运放，然后进行小信号交流通路分析，由于TL431的偏置电流并联电阻R5压降近似不变(发光二极管的正向导通压降，PC817B为1.4V左右)，可以假设为直流电源，对交流来说可以认为是短路，最终副边侧的交流小信号等效电路如图4所示，然后使用阻抗进行小信号分析。
TL431的原理及应用研究
TL431的原理及应用研究摘要：分析了TL431的工作原理,整理了技术指标,论述了四个方面的典型应用,总结了使用注意事项,并以详尽的图表证明,该芯片参数优越,性能可靠,应用前景广阔。
关键词：TL431 稳压基准性能应用1 引言TL431是TL、ST公司研制开发的并联型三端稳压基准。
由于其封装简单（型如三极管）、参数优越（高精度、低温漂）、性价比高（民品1.3～1.5元/只）,近年来在国外已经得到了广泛应用。
从1988年获得该器件的第一手资料开始,我们就对该器件给予了关注。
通过大量的实验和多年的应用证明,该器件犹如七十年代诞生的555时基芯片一样,价廉物美、参数优越、性能可靠、应用方便、值得推广。
尤其是在民品开发中,大有用武之地。
2 工作原理该芯片的内部等效电路如图1所示。
其中V1V2构成输入级,V3V4V5构成稳压基准,V6V7V8V9构成差分放大器,V10V11形成复合管,构成输出级。
D1D2均为反向极向保护。
引线端子1为参考电压输入端R,2为公共阳极端A,3为输出阴极端K。
其等效功能框图如图2(a)所示。
其中VR为基准电压（VR=2.5V）,A为同相放大器,V为并联型调整管（总增益A0≥1000倍）,W为馈电支路。
其封装引脚如图2(b),电路符号如图2(c)所示。
3 技术指标TL431的电气参数见表1。
表1 TL431电气参数附注：①上表是综合多个生产厂家提供的参数及实测数据（＊）而制。
②TL431尾缀字母表示产品级别及工作温度范围,C为商业品（－10℃～＋70℃）,I为工业品（－40℃～＋85℃）,M为军品（－55℃～＋125℃）。
该器件的主要技术指标为：●基准电压温漂小：≤±50ppm／℃;●基准电压精度高：2.5V±1％;●输出噪声电压低：≤100μVpp;●稳压范围宽：(2.5～36)V连续可调;●负载电流范围大：(1.0～100)mA。
4 典型应用实例4.1 稳压基准许多稳压基准的负载能力都很小,端电压调节也不方便,而由TL431构成的稳压基准温漂小,又有相当的负载能力,且输出电压连续可调,电路简单。
TL431的工作原理
TL431的工作原理TL431是一种广泛应用于电子电路中的三端稳压器件，它具有稳定输出电压的特性，被广泛应用于电源管理、电压参考和电压调节等领域。
本文将详细介绍TL431的工作原理及其应用。
一、TL431的基本结构TL431是由三个主要部份组成：参考电压源、比较器和输出驱动器。
其基本结构如下图所示：[TL431基本结构示意图]1. 参考电压源：参考电压源是TL431的核心部份，它产生一个稳定的参考电压，用于与输入电压进行比较。
TL431的参考电压源采用了可调电阻网络和温度补偿电路，以确保输出电压的稳定性和温度特性。
2. 比较器：比较器是用来比较输入电压与参考电压的大小，并根据比较结果控制输出驱动器的开关状态。
当输入电压高于参考电压时，比较器输出高电平，打开输出驱动器；当输入电压低于参考电压时，比较器输出低电平，关闭输出驱动器。
3. 输出驱动器：输出驱动器是用来控制输出电压的部份，它根据比较器的输出状态，通过控制开关来调整输出电压。
当比较器输出高电平时，输出驱动器打开，允许电流流过，从而使输出电压保持稳定；当比较器输出低电平时，输出驱动器关闭，住手电流流过，从而使输出电压下降。
二、TL431的工作原理1. 稳压特性：TL431的稳压特性是通过参考电压源和比较器来实现的。
参考电压源产生一个稳定的参考电压Vref，比较器将输入电压Vin与Vref进行比较，并根据比较结果控制输出驱动器的开关状态，从而调整输出电压。
当输入电压高于参考电压时，输出电压下降；当输入电压低于参考电压时，输出电压上升。
通过不断调整开关状态，TL431能够实现稳定的输出电压。
2. 温度特性：TL431的温度特性是通过温度补偿电路来实现的。
温度补偿电路能够根据环境温度的变化，自动调整参考电压的大小，以保持输出电压的稳定性。
这样即使在不同的温度下，TL431仍能提供稳定的输出电压。
三、TL431的应用1. 电源管理：TL431可以用作电源管理电路中的稳压器件，通过调整输出电压，实现对电路中其他元件的供电控制。
TL431应用(很经典)-菜鸟课堂
本文旨在帮助菜鸟快速入门,学会TL431的应用.文中的理论来源于自己的实践,也参考了论坛上的一些帖子,以及用于举列NCP1205相应的规格书和应用.全文总共有静态偏值和小信号分析2个主要方面.欢迎老鸟来拍砖.PS:本文非广告贴,偶不是onsemi的人,使用NCP1205做说明,只是因为我用过这个IC.说了这么多废话,开始正题吧. 原创话题,欢迎使用,拒绝商用.本文是对在基于NCP1205的应用上,设计一个输出5%精度,5V的反激变换器的反馈系统的研究来说明如何正确的使用光耦和TL431来组成反馈回路,以及相应的参数的设计方法.第一部分是静态偏值的分析如图一所示,组成了NCP1205的简单I型反馈回路.R1确定TL431的静态工作点,以及低频增益,R2,R3通过对输出5V分压与TL431的基准电压进行比较,Rf,R2,Cf为反馈系统引入一个低频零点和一个在原点的极点,Rp和Cp为反馈系统引入一个高频极点,同时Rp也提供把光耦电流转化成电压给Fb的作用.Rsense把峰值电流转化为峰值电压,提供T1关断的条件.R4提供TL431的额外电流,保证TL431的Ika> 1mA.要让TL431正常工作,必须同时满足以下条件:1)电压条件Vka > 2.5V;2)电流条件Ika > 1mA. 图二所示为NCP1205的Fb(pin 4)的内部简易结构图.从图二可以方便的得出如下等式:(1)Vfb必须大于1.5V 让OCP的error flag为低电平,IC才能工作在正常状态.武断的取Vfb的静态工作点为2.5V (为啥是2.5V?其实也可以是2.4V或者其他,这个和你的功率部分的设计相关,具体请见以后会发上来的其他部分的菜鸟课堂),对应此时输出功率为最大,原边电流Ipk为最大.则,由等式(1)可得:对应此时,Ipk的电流可以通过对功率部分的设计而计算得出,假定为:1A(老天啊,为啥又没有详细说明这个1A是怎么来的啊?^_^,请参阅其他部分的菜鸟课堂).则,Rsense可以通过等式(2)计算出来.(2)计算可以得知Rsense＝0.833 ohm 就可以满足条件.2.电压条件Vka满足,及Rp和R1的取值计算.光耦的If最大值一般可达到数十毫安,越大的If电流意味着越大的损耗.武断的选择If电流为0.5mA(为啥又是武断,,^_^,就算是偶喜欢好了吧).则:(3)取Rp为4.7k,重新计算If为0.532 mA.因为是最大输出功率计算出的If,所以此时的If值对应是最小的.PS:为兼容元件的差异性,保持系统稳定,光耦的传送比选择以100%为中心的一挡(不同的厂商,上下限一般都不太一样. 本文中光耦传送比设定为:80%~160%).在本文计算中,如无特殊说明,则选取100%的传送比为计算依据.则,光耦二次侧的Ic可以计算得出:Ic_min_100% ＝If_min ＝0.532 mA (4)当输出负载最小的时候,通过对功率部分的计算可以得出这个时候最小的Ipk值,对应了一个最大的Vfb的电压.假定为:3V(又是假定..^_^,这个也是通过对功率部分计算得出的,不在本文讨论范围,以后说明).重复以上If的计算公式,可得最大的If (Ic) 值为:Ic_max_100% = If_max = 0.638 mA武断的选取R1 为560(这个选取无啥技巧可言,在后文中会分析到,这个R1的选择会有哪些影响,可能会调整,但也不一定了,现在就选560吧,).当Ic_max 发生的时候:(5)(6)其中VR1表示R1上的电压降,VF表示光耦的正向导通压降,取 1.2V, Vka 表示TL431的K,A端的电压.假定光耦的传送比在下限80%,则:(7)此时,重新计算Vka ＝3.35V (8)从等式(8) 得知,当R1取560 的时候,在最坏情况下 = 3.35V > 2.5V.满足TL431的工作条件,即,在任何条件,TL431的Vka都能满足正常工作大于2.5V的条件.3.电流条件Ika的满足,及R4的取值计算.当输出功率最大的时候,Vfb＝2.5V,此时的If达到最小值,假定光耦传送比达到误差上限160%.从等式(4) 中可以得知,If_min = 0.532mA, 所以:(9)对应此时的Vka电压可以重新计算得知:(10)为了让Ika 满足大于1mA的要求,所以需要R4来补充缺少的电流:(11)取R4为1Kohm确定以上取值后,计算Ika的最大电流.Ika的最大电流发生在最小输出负载,并且光耦的传送比为下限80%的时候,此时的Ika 可以用以上方法计算:Ika_max=2.45mA (12)一般TL431的Ika的最大允许电流可以到100mA,从等式(12)可以看出,设计的最大电流不超过TL431的Ika,满足器件规格.4.TL431的Vref的偏置以及R2,R3的取值计算.R2,R3在静态偏置方面,主要是提供对输出电压的采样.为了保证TL431的能正常工作,Iref的最小值,根据经验最好能不小于200uA.为了方便后面的小信号的计算,这里R3选取4.7 kohm 1% 的电阻.因为一般TL431的Vref是2.495V,并且为了保证电压在大电流的时候,不因为PCB的铜箔阻抗下降到离5V太远,所以R2会比R3稍微大些.这里的R2选择4.7kohm 1%和220ohm 1%的两个电阻串联.为了方便起见,把R2的值就记为。