TL431— PC817元件 漫谈

 TL431
   TL431是一种具有电流输出能力的可调基准电压源，输出电压范围2.5 ~36V。在开关电源电路中，常与光耦合器配合构成隔离式电压反馈（误差电压放大器）电路。其主要优点，是动态阻抗低，典型值为0.2欧，若构成稳压电路，能显著提高稳压精度。工作电流Ika为1 ~100mA，范围较宽。器件一般为3引脚和8引脚两种封装形式，为三端控制器件。内部基准电压Vref为2.5V，接入电路达到稳态输出后，外部基准端子Vref电压也为2.5V， 因而此端子也称为外部基准端子。可以调整输出电压为2.5 ~36V以内的任意值。在稳压电路中，TL431与外围电路接成闭环电压控制电路，从Vref端子输人的为输出电路反馈信号，电路的动态调整，即是将此反馈信号调整到2.5V左右，电路达到平衡状态。
    但在开关电源电路中，对了TL431并不是作为一个稳压电路来使用的。常规由TL431构成的稳压电路中，K极输出电压再经分压电阻反馈到Vref端，电路工作于闭环状态，形成并联分流式稳压控制。而开关电源电路中,自身恰恰是工作于开环状态的，利用Vref端子输人小信号电压的变化，控制Iak较大电流的输出。
当Vref端电压<2.5V时，中无电流，Uk约为5V；当Vref端电压>2.5V 时，中产生电流，Uk约为2V左右。

 光耦合器

1.光耦合器
       由于光耦电路简单，对不能共地的、电压差异较大的输入、输出信号有较好的隔离度， 又具有较高的抗干扰性能，故在幵关电源电路、数字隔离和模拟信号传输通道中被广泛采用。更换损坏光耦器件时，要充分考虑其在电路中的位置和作用，用同类型光耦器件进行代换。
     

常用到3种类型的光耦合器：

     

    第1种为晶体管型光耦耦合器，如PC816、PC817、 4N35等，常用于开关电源电路的输出电压采样和电压误差放大电路，也应用于变频器控制端子的数字信号输人回路。输人侧为一只发光二极管，输出侧为一只光敏晶体管。

    第2种为集成电路型光耦合器，如6N137、 HCPL2601等，其频率响应速度比晶体管型光耦合器大为提高，输人侧发光管采用了延迟效应低微的新型发光材料，输出侧为门电路和肖基特晶体管构成，使工作性能大为提高。在变频器的故障检测电路和开关电源电路中也有应用。

第3种为线性光耦合器，如A7840。便于对模拟信号进行线性传输，A7840往往与后续运算电路相配合，实现对输入信号的线性放大和传输。
 
 (1)第一类型的光耦合器
输入端工作压降约为1.2V，输人最大电流50mA人；输出最大电流1A左右，因而可直接驱动小型继电器，输出饱和压降小于0.4V。可用于几十kHz或较低频率信号的传输。

 

测量方法：

1)数字式万用表二极管档，测量输入侧正向压降为1.2V，反向无穷大。输出侧正、反压降或电阻值均接近无穷大。

2)用指针式万用表的X 10K电阻档，测其1、 2脚，有明显的正、反电阻差异，正向电阻约为几十、11，反向电阻无穷大；3、 4脚正、反向电阻无穷大。

3)两表笔测量法。用指针式万用表的X 10电阻档；电阻档(能提供15V或9V、几十uA的电流输出)，正向接通1、 2脚(黑表笔搭1脚），用另一表的X "电阻档测量3、 4脚的电阻值，当表笔接入1、 2脚时，3、 4脚之间呈现20K左右的电阻值，脱开1 、 2脚的表笔，3、4脚间电阻为无穷大。

4)可用一个直流电源串人电阻，将输入电流限制在10mA以内。输人电路接通时，3、4脚电阻为通路状态，输人电路开路时，3、 4脚电阻值无穷大。

3、4种测量方法比较准确，如用同型号光耦器件相比较，甚至可检测出失效器件（如输出侧电阻过大）。
   

   上述测量是新器件装机前的必要过程。、对上线不便测量的情况下，必要时也可将器件从电路中拆下，脱机测量，进一步判断器件的好坏。
在实际检修中，脱机测量电阻不是很便利，上电检测则较为方便和准确。要采取措施， 将输入侧电路变动一下，根据输出侧产生的相应的变化（或无变化卜测量判断该器件的好坏。即打破故障中的"平衡状态"，使之出现"暂态失衡"，从而,故障原因暴露出来。光耦器件的输入、输出侧在电路中串有限流电阻，在上电检测中，可用减小《并联）电阻和加大电阻的方法（将其开路）等方法，配合输出侧的电压检测，判断光耦器件的好坏。部分电路中，甚至可用直接短接或开路输入侧、输出侧，来检测和观察电路的动态变化，利于判断故障区域和检修工作的开展
     当正转端子FWD与公共端子COM短接时，PC817的1、 2脚电压为1.2V， 4脚电压由5V变为0V。同理，当控制端子呈开路状态时，PC817的1、 2脚之间电压为0V，而3、 4脚之间电压为5V。故障或正常状态测量输入、输出脚电压即可得出判断。
     测量1、 2之间为0.7V (交流信号平均值)，3、 4脚之间为3V， 说明光蝻合器有了输人信号，但光耦器件本身是否正常？用金属镊子短接PC817的1 、 2 脚，测量4脚的电压由原3V上升为5V（或有明显上升），说明光耦器件是好的。若电压不变，说明光耦损坏。
   〔2)光耦合器（6N137）
输人端工作压降约为1.5V左右，伹输人、输出最大电流仅为mA级，只起到对较高频率信号的传输作用，电路本身不具备电流驱动力，可用于对MHz级信号进行有效的传输。
3种在线测量方法，可用短接或开路2、 3输人脚，同时测量输出6、 5脚的电压变化; 减小或加大输人脚外接电阻，测量输出脚电压有无相应变化；从+5V供电或其他供电串限流电阻引入到输人脚，检测输出脚电压有无相应变化，来判断器件是否正常。
    (3)第3种类型的光耦合器
输入侧不是发光二极管，输入、输出阻'抗较高,用于对小信号的传输。检测方法同上。
注意：在开关电源电路应用的光耦合器，是作为电压误差放大器的一个环节来使用的, 测量中输入、输出脚的电压扰动，会引起负载供电的突变。尤其是+5V的CPU主板负载电路在连接状态下，不可带电在线检测光耦合器的引脚电压，测试不慎将造成烧掉CPU的危险！对其好坏的判断，应通过停电后，对引脚电阻值的检测来进行。
运用于其他电路的光耦合器，如控制端子的光耦合器，则完全可以带电在线测量，比电阻测量更为方便。

 TL431的上电检测：脱开开关电源的输人电源和+5V供电负载电路，单独在c4两端加上5V的电源。
1)测量第1脚（或第8脚）电压应为2.5V，测量Uk电压，应为2V左右。
2)测量R7两端电压降，正常时应为3V左右。过低，TL431漏电或短路损坏。等于5V 时，TL431已经开路损坏。
3)用同阻值电阻并联V时，测量R1两端电压有显著上升；用同阻值电阻并联R2时， V两端电压有显著下降。说明TL431性能良好。