3.9 精密稳压源431

如图3-57所示是精密稳压源431的图形符号及模块图。

431有3个脚（多为TO-92封装）。如果我们面对印刷有表面型号的“标致面”，那么最左侧的一脚是参考极R，最右侧的一脚为阴极C（或用K表示），中间的一脚为阳极A。

在绝大多数情况下，属于供电电路稳压控制元件的431的阳极A在电源主板（包括但不仅限于ATX电源）中都是接地的。而参考极R和阴极C则会有两种情况：一种是参考极R和阴极C彼此直通（R、C并联）；另一种是参考极R和阴极C各自连接不同的电路。

我们先根据431的模块图介绍它的工作原理和过程。从431的模块图中可以看出，431主要由三部分构成：内部稳压源；内部集成的“体运算放大器”；内部集成的NPN“体三极管”。

图3-57 精密稳压源431的图形符号及模块图

不知道读者是否注意，431具有一个显著区别于其他芯片的特点：431竟然没有明确的供电脚和接地脚。这是个非常令人困惑但又无法回避的问题，因为常识告诉我们，一个电路如果真的能够工作，它必须有供电和接地这两类引脚。事实上，431的阴极C就是它的供电脚（模块图中清楚地显示它直接提供体运算放大器的工作电压），而431的阳极A就是它的接地脚。当阴极C得到电之后，431内部的精密稳压源会产生一个2.495V的电压，送至431的体运算放大器的反相脚，并与参考脚R输入的电压（送至431的体运算放大器的同相脚）进行比较。如果参考脚R的电压大于2.495V，则431的体运算放大器会输出高电平，令431的NPN体三极管导通，试图将阴极C的电位拉低到阳极A（绝大多数时刻是接地的）。如果参考脚R的电压小于2.495V，则431的体运算放大器会输出低电平，431的体NPN三极管截止，阴极C的电位将不受431的影响。

综上所述，431实际上是一个以“参考极R上的电压”为条件，以“从阴极C到阳极A的单向开关”为开关的“条件开关”——如果参考极R上的电压大于2.495V，则“从阴极C到阳极A的单向开关”打开；反之则关闭。

接下来，我们看一下431精密稳压源在电路中的实际应用。

我们首先分析“精密稳压源”的字面含义。“精密”是指精度高；“稳压”是指对电压具有稳定的作用，也就是令电压始终保持在一个理想的目标值（这里是2.5V）。这说明稳压本质上是一个调整动作；“源”是指来源、源头，调整动作的始作俑者。综合起来，431就是一种能够在供电电路中主动调节“某个点”的电压高精度地保持在2.5V的一种元件。在此，笔者提出一个关系431本质作用的问题：前一句中的“某个点”究竟是电路中的哪个点呢？还是431的某个脚呢？显而易见的是，“某个点”一定不会是431的阳极A，因为它是接地的。那么“某个点”是参考极R，还是阴极C呢？

我们通过一个在台式计算机主板（2.5V）供电电路中利用431驱动场管的实例，来分析并回答上述问题。

431曾在早期的台式计算机主板供电电路中用于内存供电调制。这并不偶然，因为431天生就是用来产生2.5V供电的元件，与DDR使用的电压正好相符合。

DDR2.5V主供电电路实物图如图3-58所示。

该DDR2.5V主供电电路主要由一个场管和一个431构成。431的参考极R直通接场管的S极（输出），目的是去检测这个电压的大小；431的阴极C直通场管的栅极G；场管栅极G还同时经上拉电阻（两个271）上拉到ATX12V。开机后，场管的栅极G通过上拉电阻得到12V的高电平开始导通，直到其S极输出电压达到2.5V前，431实际上是不工作的。随着场管的继续导通，场管的S极输出将超过2.5V，一旦431从参考极R感知到场管的S极输出超过了2.5V，就会试图打开其NPN体三极管，令阴极C的电位拉低到阳极A的电位（实际接地），这会令场管从上拉电阻得到的导通电压下降，场管的导通能力开始变弱。这个过程不断往复，最终，431会将场管S极的电压（也就是参考极R）维持在2.5V。

图3-58 DDR2.5V主供电电路实物图

可知，“某个点”是指431的参考极R及电路中与参考极R直通的其他点。

如果在实践中发现431的参考极R和阴极C直通，则说明431在此处仅用于令与参考极R和阴极C直通的点的稳压。这种情况大量地见于分压电路与431联用的情况：首先利用分压电阻分出一个略大于2.5V的电压，再利用431将该分压精密地稳压在2.5V。

判断431的好坏应优先使用在路实测电压法，只要测到其输出的2.5V稳压值正常即说明它基本是正常的。

如表3-7所示为一个正常431的开路实测值，读者可实测多个431后独自归纳其开路测量判断好坏的依据。

表3-7 正常431的开路实测值