一、什么是 LM431?

LM431 是一款输出电压可调的稳压 IC，三端稳压器，可以在整个工作温度范围内保持稳定性。只需要选择两个充当分压网络的外部电阻，就可以将输出电压设置为大于2.5V（Vref）-36V的电压。

由于 LM431具有急剧的开启特性，是许多齐纳二极管应用的替代品。

LM431实物图

二、 LM431 引脚图

IC LM431 包括三个引脚，下面为每个引脚的功能：

Pin1（

阴极

）：分流电流或输出电压

Pin2（

参考

）：用于可调 O/P 电压

Pin3（

阳极

）：通常接地

LM431 引脚图

三、LM431 的特性

可编程输出电压

快速开启响应

低输出噪声

温度补偿可在整个温度范围内运行

平均温度系数 50 ppm/°C

低动态输出阻抗

封装： SOIC-8、SOT-23 和 TO-92

最大阴极电压：37V

最大参考电压：-0.5V

最大连续阴极电流：150mA

最大参考输入电流：10mA

工作温度范围：0℃至70℃

最大功耗：0.78W

四、LM431 工作原理

1、LM431 功能框图

这里是关于LM431的内部工作原理，如下所示：

在 LM431 功能图中，有三个主要器件，即运算放大器、NPN 晶体管和+2.5V电压源。根据运放的工作原理，由于运放反相端电压为+2.5V，只有当Vref>+2.5V时，输出电压Vo/p才会为正。

2、LM431 等效电路

3、LM431 布局示例

五、LM431应用电路

1、简单的 LM431 应用电路

下面为 LM431 简单的应用电路，这里的参考电压（Vref）是运算放大器同相端的电压，参考电压决定了运算放大器是否输出正电压。

此外，Vref 是由两个电阻 R2 和 R3 形成的中点分压器网络的电压，也就是：

Vref = Vo(R3/R2+R3)

通过交换项：

Vo = Vref(R2+R3/R3) = Vref(1+R2/R3) = 2.5(1+R2/R3)

根据等式，你可以调整电路中的两个电阻值以获得所需的输出电压。

电路工作原理：

运算放大器不断比较非反相端的电压，即 Vref（与输出电压直接相关）和 +2.5V（默认情况下连接到反相端的电压），并将运算放大器触发晶体管从源极 V1 汲取电流。

每当输出超过阈值（阈值是由 R2 和 R3 值确定的值）时，运算放大器通过 Vref 获得反馈并驱动晶体管导通。当晶体管导通时，器件会汲取电流，并且由于该电流汲取，与电压源 V1 串联的 R1 电阻两端会出现电压降。

由于这种下降，所以 Vo = V1 – (R1) * (Ic)。

这里 Ic 是晶体管吸取的电流。（忽略了运算放大器和电阻网络的电流消耗）

运算放大器将晶体管导通，直至其电流消耗导致 Vo（通过 R1 压降）从 V1 降低至 Vref(1+R2/R3)。

因此，Vo 将始终通过运算放大器设置（或LM431）调整为浮动在测量值附近 。以类似的方式，我们可以设置其他应用电路。

2、基于 LM431 IC 的 撬棒电路图

撬棒电路的主要作用是防止电路出现过压供电情况，可以通过在输出电压连接一个短路/低电阻通道来实现。

基于 LM431 IC 的 撬棒电路如下所示。

LM431 IC 的 撬棒电路

LM431 IC 用于控制TRIAC 的栅极端子，R1和R2电阻构成的分压器为LM431提供参考电压。

R2 两端的电压略小于 IC 的 Vref，因为这个电压小于 IC 的最小Vref，并且通过IC的电流非常小。如果电源电压增强，次级电阻上的电压将高于 Vref，IC 阴极将开始汲取电流。

如果电源电压增加，R2 两端的电压将高于 Vref，LM431 阴极将开始汲取电流。栅极端电压将被拉低，超过 TRIAC 的栅极端电压。该电路与拖动中的钳位分开，一旦激活，电压就会低于触发电平，通常接近 GND。钳位器可阻止电压超过固定水平。因此，当过压条件解除时，撬棒电路通常不会回到正常过程；应完全断开电源以结束其传导。

撬棒可以在瞬态结束时消除短路，从而让设备重新启动通常的过程。该电路使用晶体管、GTO（门极关断）晶闸管来短路电路,用于保护转子电路内的变频器免受电流瞬变以及电网内电压骤降时出现的高电压的影响。因此，发电机可以在错误期间运行，并且即使在电压骤降期间也可以快速维持该过程。