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TL431的主要作用是使电路获得更加稳定的电压，是一种较为精密的可控稳压源，有着较为特殊的动态抗阻。在很多应用中用它代替稳压二极管，例如，数字电压表，运放电路，可调压电源，开关电源等。其具有如下特点：稳压值从2.5~36V连续可调;参考电压原误差+-1.0%，低动态输出电阻,典型值为0.22欧姆输出电流1.0~100毫安;全温度范围内温度特性平坦，典型值为50ppm;低输出电压噪声。本文将介绍几种应用电路：
1.精密基准电压源
精密基准电压源电路(如图所示)具有良好的温度稳定性及较大的输出电流。但在连接容性负载时，应特别注意CL的取值，以免自激。
精密基准电压源电路图
2.可调稳压电源
如图所示，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。
可调稳压电源电路图
3.过电压保护电路
如图所示，当Vi超过一定电压时，TL431触发，使晶闸管导通，产生瞬间大电流，将保险丝熔断，从而保护后极电路。V保护点=(1+R1/R2)Vref。
过电压保护电路图
4.恒流源电路
如图所示，恒流值与Vref和外加电阻有关，功率晶体管选用时要考虑余量。该恒流源如与稳压线路配接，可做电流限制器用。
拉电流负载电路图
灌电流负载电路图
5.比较器
如图所示，它是巧妙的运用了Vref=2.5v这个临界电压。当ViVref时，Vo=2V由于TL431内阻小，因而输入输出波形跟踪良好。
比较器电路图
6.电压监视器
如图所示，利用TL431的转移特性，组成实用电压监视器。当电压处于上下限电压之间，LED电量，上下限电压分别为(1+R1/R2)Vref和(1+R3/R4)Vref。
电压监视器电路图
7.可控分流特性的应用
由TL431的功能模块图可知，当REF端的电压有微小变化时，从阴极到阳极的分流将随之在1～100mA内变化。利用这种可控分流的特性，可以用小的电压变化控制继电器、指示灯等，甚至可直接驱动音频电流负载。如图是此应用的一个简单400mW单声道功率放大电路。
400mW单声道功率放大电路
8.在开关电源上的应用
在过去的普通开关电源设计中，通常采用将输出电压经过误差放大后直接反馈到输入端的模式。这种电压控制的模式在某些应用中也能较好地发挥作用，但随着技术的发展，当今世界的电源制造业大多已采用一种有类似拓扑结构的方案。此类结构的开关电源有以下特点：输出经过TL431(可控分流基准)反馈并将误差放大，TL431的沉流端驱动一个光耦的发光部分，而处在电源高压主边的光耦感光部分得到的反馈电压，用来调整一个电流模式的PWM控制器的开关时间，从而得到一个稳定的直流电压输出。
4W开关型5V直流稳压电源的电路
上图是一个实用的4W开关型5V直流稳压电源的电路。该电路采用了此种拓扑结构并同时使用了TOPSwitch技术。图中 C1、L1、C8和C9构成EMI滤波器，BR1和C2对输入交流电压整流滤波，D1和D2用于消除因变压器漏感引起的尖峰电压，U1是一个内置 MOSFET的电流模式PWM控制器芯片，它接受反馈并控制整个电路的工作。D3、C3是次极整流滤波电路，L2和C4组成低通滤波以降低输出纹波电压。 R2和R3是输出取样电阻，两者对输出的分压通过TL431的REF端来控制该器件从阴极到阳极的分流。这个电流又是直接驱动光耦U2的发光部分的。那么当输出电压有变大趋势时，Vref随之增大导致流过TL431的电流增大，于是光耦发光加强，感光端得到的反馈电压也就越大。U1在接受这个变大反馈电压后将改变MOSFET的开关时间，输出电压随改变而回落。
事实上，上面讲述的过程在极短的时间内就会达到平衡，平衡时Vref=2.5V，又有R2= R3，所以输出为稳定的5V。这里要注意的是，不再能通过简单地改变取样电阻R2、R3的值来改变输出电压，因为在开关电源中每个元件的参数对整个电路工作状态的影响都会很大。按图中所示参数时，电路可在90VAC～264VAC(50/60Hz)输入范围内，输出+5V，精度优于±3%，输出功率为 4W，最大输出电流可达0.8A，典型变换效率为70%。