我也来谈谈某宝买到的元件-TL431

无敌吴刚

众所周知，TL431可是我们平时最常用的元件之一了，特别是那些做开关电源的朋友们。

通过百度，我们来了解一下这个元件的知识。

百度上所说：
“TL431是可控精密稳压源。它的输出电压用两个电阻就可以设置从Vref（2.5V）到36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，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。”



“由图可以看到，VI是一个内部的2.5V的基准源，接在运放的反向输入端。由运放的特性可知，只有当REF端（同向端）的电压高于VI（2.5V）时，三极管中才会有电流通过，同相输入电压少于2.5V时,三极管处于截止状态（理想状态下），随着REF端电压的微小变化，通过三极管图1的电流将从1mA到100mA变化。”

以上内容摘自百度百科。由以上相关知识我们可以相当地好理解这个小元件的作用及特性。
是非常之简单而直接的，就是这个元件3个脚，当R脚上的电压大于2.5V时，“内部的运放”就会输出高电平使得“内部三极管”导通，将K脚上的电平向下拉。

当我第一次了解这个元件的时候，那感觉就是“真是太好用了！”。要知道，我们用运放或电压比较器再加稳压管，也完全可以搭建一个同样功能的电路，但是这么小小的一个三脚元件，就集成了这个功能，简单，通用，而且方便，占用空间小！

于是，我便人生中第一次从某宝上购买了一小袋（几十只）包邮的这个元件。万万没想到的是，这袋TL431竟然是我从第一次至今，所遇到的最好用，最接近理想状态的TL431了，而之后所买到的，都和理想相差，使得我怀疑，到底最真正的TL431是什么样子的！！


好了，历史话题说完了！来说说我最近的一个设计吧！
我最近的设计是针对铅酸电池的保护电路的设计的。我的方案就是，当电池充电时，充到某一个特定电压之后，电路能作出动作（警报或开启消耗电能电路），防止电池过充，又或者电池放电的时候，放到某一个特定电压之下，电路也能作出警报。

这是一个非常简单的电路，我完全可以用 LM358、LM393这些运放或电压比较器来做，也可以使用单片机ADC这种高大上来做，但我最终选择了小巧而方便的TL431来完成。

以下就是电路的核心部分：


可以看到，电池的电压被R1-R4电阻组合分压之后，在R4的电阻上取得电压。当电池小于13.8V的时候，R4上的电压是小于2.5V的，因此TL431的K脚并没有下拉，而是被上拉电阻R5拉至电池的电压值。因此，后而的PNP三极管也处于关闭状态。场管的栅极也被R7拉至地，而不导通。
这些懂电路图的一看就懂。我就不详细解释了。



当电池13.8V的时候，可以看到TL431因为R4上的电阻分压已经非常接近2.5V而开始导通，R6是PNP的基极限流电阻，后续的电路也跟着导通工作。


当电池13.9V的时候，可以看到R4上电阻分压已超过2.5V，TL431已完全导通，后续的电路也跟着导通工作。

以上这些我都在仿真软件上运行并通过了。


然后我就搭建真实电路，我一口气焊了几个同样的电路，结果测试时发现，只有第一次焊的电路能够接近仿真的结果之外，后面焊了几个都不理想。
于是我就寻找原因，结果发现我第一次焊的所采用的TL431就是我人生中第一次在某宝上买的，而后面我因为不舍得用这些最好的TL431，从而用了一些后来也是在某宝上买的不好TL431，结果导致了失败！

失败的情况是什么？

就是我发现后面焊的电路，在测试的时候，电源电压未达到13.8V，甚至相差甚远，13V左右就开始工作报警了！！！
除了第一次采用那种超好的TL431焊的电路之外。

也就是说，这些不好的TL431,在R脚未达到2.5V的时候，K脚已经开始微导通（漏电）了，以致后面的电路开始工作。

于是我专门搭建了测试的电路。



并且找出我多年来所收集的某宝上买的TL431（当然也有AP431,AZ431这些），为什么我会有这么多种类的431？是因为我某段时间专门在某宝上各个店铺买的。

结果测试如下：



结果发现只有我人生中第一次也是最早在某宝上买的那一袋子的TL431最接近仿真出来的效果，就是2.5V之前，K脚一点也不导通，电压到了，马上导通。

而稍微好的，我发现我通过减小R5的值，10K调回5K1,也能达到接近仿真出来的效果。

而一般的，我发现5K1的电阻也不好了，要继续调小到2K，才能达到13.7V时，后面的电路没工作。

而差劲的，2K也压不住了，即使R5用了2K的电阻，这些在13.2V左右，也开始导通了！

最差的那种，在13V之前就开始导通。（这是什么TL431,这就是三极管嘛？）


可以看到，不同的TL431（不是不同个，而是不同种类，某个时期在某个店铺买的同一袋子TL431都是同样的属性），所表现出来的效果是不一样的。
可以想像得到，它们的内部芯片设计的电路也是不一样的。

我猜想，可能是某些国产制假的人员，在重新设计芯片的时候，化简了内部的电路（毕竟他们神奇地发现，嘿，这里减两个三极管，那里改一下，也能用），反正TL431这元件大多数用于开关电源反馈电路，或制造一个电压基准，像我这样应用的基本没有。

所以我越来越发现现在某些TL431,更像一个稳压二极管（就是一开始小电流通过，电压并不稳压在指定稳压值，只有通过增大电流，才能使电压稳定在标称电压值），而不像原来所标称的理想元件。（低电流高阻抗）

同时我也在设计开关电源的时候，测试电路时，发现电源带载能力不足（负载增加，电压下降厉害），通过换一个种类的TL431居然发现神奇的提升带载能力！！



最后问我后来怎么样了？怎么解决这个问题？抱歉我这些年来买过各种各样的TL431（都是某宝上买的），都难再遇到第一次所买的那种很理想的TL431了！虽然有接近的，但达到的并没有！并且这几十个TL431我是非常非常不舍得再用了（毕竟用一个少一个）。
后来我是改了电路图，电路图像如下这样一改，就适用很多TL431了！所以某宝上买元件也不再担心了！（除非造假商继续下限）





文章写得很乱，将我心中的一点感受分享，仅此而已，谢谢大家观看

washu

加糖的咖啡 发表于 2019-12-2 09:36
我理解的楼主所说，理想状态下，tl431应当类似理想稳压管，不到稳定电压，一点没有漏电；达到稳压值，瞬 ...

不对，请不要自己去猜测，要看厂家 Datasheet！

德姨的 TL431 Datasheet 写得很清楚，从 Vka = 1V 开始就有 Ika，Vka 达到 2V 时，Ika 也差不多有 150uA！

TL431 没有你们猜测的“不到稳定电压，一点没有漏电；达到稳压值，瞬间击穿”特性

加糖的咖啡

无敌吴刚 发表于 2019-12-2 08:50
首先感谢楼上几位！我就知道会有人说这个事情！

"TL431的基准电压虽然是2.5V，但并不一定保证就是2.5000 ...

我理解的楼主所说，理想状态下，tl431应当类似理想稳压管，不到稳定电压，一点没有漏电；达到稳压值，瞬间击穿。现在楼主买的，已经有相当漏电，想用不漏电做控制不灵了。实际上对做电压基准没什么影响，只是楼主改变了思路，改变了应用方式。利用431内部比较器，算是非典型应用或者是超典型应用。现在买的431，内部结构有调整，对一般人关心的稳定电压没影响，只是对想利用工作电流做参量，实现功能有影响。而楼主改了电路结构，也实现了功能，只是没用到理想稳压管，抑或是对现在431，伏安特性曲线有改变提醒大家注意。不知我理解的对不对？

无敌吴刚

182525708 发表于 2019-12-4 10:51
发帖不容易，图文并茂。支持一下

谢谢支持！！

washu

无敌吴刚 发表于 2019-12-2 08:50
首先感谢楼上几位！我就知道会有人说这个事情！

"TL431的基准电压虽然是2.5V，但并不一定保证就是2.5000 ...

根据德姨的手册，典型的 TL431 在 Vka=1V 时就开始有 Ika，在 2V 时 Ika 达到 150uA 以上，2.5V 时达到 400uA，400uA 是 TL431 的最小工作电流。



此外，Vref = 2.5V 的条件是 Ika = 10mA！

Fireflying

TL431做电压监测控制属于比较经典的应用了，不管你怎么使用它，你得按照手册中的参数来设计电路，不能仅仅凭想象来搞。
TL431它毕竟是一枚IC，内部的电路要想正常工作，是需要消耗电源的。记得当年《电子报》有TL431的专题，里面提到设计的电流建议不小于1mA，这样工作状态比较稳定，把它当成稳压元件也好，或者当然电压监测器也好，都得满足基本工作条件，不然电路必然工作不正常。具体到楼主这个电路，就是那个R5的取值需要满足这个条件，还得配合后面的三极管特性，保证电路能够正常翻转。

t3486784401

431 真实模型有两个要注意的点：

1. Vka 不能无限制减小，想当然认为能低电平的就废了，实际最小是 Vref

2. 有最小工作电流的说法，一般认为 >1mA 比较安全，并且越是山寨越大

北极兵

这样区分TL431的好坏？它们的基准电压是有一定误差范围的，即使是孪生管也是有差别。楼主的电路中431的用法并非是用做电压基准，还以此评价它的好坏，不公道。

大孔景元

431的标称电压即是2.495v，此电压的431温度系数最低，并不是2.5v

工作电流不宜太低，以手册为准

需要外接电容时不要省略

潘老黑

每个公司产的基准电压不一样，即使是美国TI的产品，不同等级也有2%-0.5%的基准电压容差。看各厂商的技术手册。

sandan

谢谢分享！

正好慢慢学习一下

无敌吴刚

首先感谢楼上几位！我就知道会有人说这个事情！

"TL431的基准电压虽然是2.5V，但并不一定保证就是2.5000V开始触发！”

这个我是知道的，我这篇东西其实说的并不是这个，也不是说这个意思。只怪我语言表达能力有限，无法将心里想说的简单一点表述出来！

我简单描述下上面我所说的。

我认为不好的那些431，在我设计的第一个电路的时候（理想化的仿真电路），电源电压到达13.2V左右，就开始使后面的电路开始工作了。

也就是说，此时TL431的R极不但没有达到2.500V，而且是离2.500V相差有点远的2.396V就开始，K,A极之间就通过一个较大的电流，足以使后面的电路触发工作。

我们可以计算一下此时的误差是多少，（2.5-2.396）/2.5=0.0416 也就是说百分之4以上！！！

所以我并不是说它的基准误差大，因为如果我是用来搭一个经典电路>“电源正极通过一个2k的电阻，将这个不好的TL431的R极与K极接在一起连到这个电阻上，A极接电源负”，这样的经典电路的话，这个电路也将稳稳地获得2.5V的电压。

所以我并不是说这些我认为不好的TL431基准电压不准，而是说它们在R极未到达基准电压之前，K、A之间已经开始流过较大的电流了！

而我认为好的那种，在R极未达到基准电压之前，K、A之间流过的电流是比那些小好多量级的！！在到达基准电压之后，K、A之间会瞬间导通并通过大电流！比较接近理想的模型！

不知道各位老师明白我说的是什么了吗？

iffi123

个人diy我都是选优质器件，几毛钱包邮的对我没有任何吸引力，我不会图那点便宜而冒不确定的风险

431我就买美台的0.4%, 20ppm那款（AZ431AZ直插/AZ431AN贴片），是我能找到指标最好的431了。

广源

楼主较真得好，学习了！

richard1984

无敌吴刚 发表于 2019-12-2 08:50
首先感谢楼上几位！我就知道会有人说这个事情！

"TL431的基准电压虽然是2.5V，但并不一定保证就是2.5000 ...

我同意你的实验结果，我家里人就是在互联网公司上班的，据她了解，现在只有做假才能赚钱，如果通过什么大公司来进正宗的货真的是赚不到钱，TL431这种基准元件再怎么差，不可能一致性差那么多的，就算是不同公司出品的，也要符合标准，而且又是基准元件，互换性不可能那么差的。

无敌吴刚

加糖的咖啡 发表于 2019-12-2 09:36
我理解的楼主所说，理想状态下，tl431应当类似理想稳压管，不到稳定电压，一点没有漏电；达到稳压值，瞬 ...

对！对！对！

这就是语言表述能力强嘛！！

楼主就是这个意思！

sjtx1971

我也测试过很多TL431,我买到的最好的是AZ431稳压值最接近2.5V,而且开启关闭干脆利落,

无敌吴刚

同时也感谢楼上几位参与讨论的老师！！

其实我也挺郁闷的！因为多年来我一直尝试寻找像我第一次买的那几十只TL431那样的。但是始终都找不到了！包括我再一次从相同店铺再买一批，也不是原来的那样子了！用店铺销售的话来说，他们每天出入货量都在几十k以上，原来的货早就卖光了！他们只是单纯的元件贩子而已！

越来越多的购买使我产生了错觉，到底我买的是不是真正的TL431（包括第一次），到底最最最真正的正品TL431又是怎么样的？

震荡发生

前些时间用了2个，都是旧板上面拆的，效果还可以的，后面我在网上也买了几十个，不过还没有使用过，你这种用法感觉有点新奇。您这种钻研精神可以。