为什么TL431的耐压需要36V以上？揭秘协议芯片40V耐压设计的考量！

在开关电源设计中，TL431作为经典的基准电压源和误差放大器被广泛应用。但许多工程师可能不太理解为什么TL431的耐压规格通常需要达到36V甚至40V以上。今天我们就来深入探讨这个问题，揭示反激变换器设计中这个关键参数背后的安全逻辑。

0.1、核心原理：反馈失效的本质

反激变换器的输出电压稳定依赖“副边采样一光耦传递-PWM控制器调整占空比"的闭环反馈。当光耦反馈失效(如光耦损坏、采样电阻开路、TL431失效)，控制器无法感知输出电压变化，会默认输出最大占空比(Dmax)(由芯片内部限制，常见45%-70%)。此时，输出电压仅由输入电压、变压器匝比和最大占空比决定，失去调节能力。

0.2、输出电压的定量估算

反激变换器的输出电压简化公式为：

其中：

Vin(dc)：整流后的直流输入电压(220VAC对应约310VDC，85VAC对应约119V DC)；

：次级与初级的匝比;

D：开关管导通占空比(正常工作时约30%-50%，次级反馈失效时固定为 Dmax)。

0.3、实例分析

以常用的ACDC ME8115为例，其最大占空比典型值是57%：

以220V转12V1A的设计为例，对于最大12V的应用，由于主开关管耐压限制初次级匝数比一般10~12，Ns/Np最大就是0.1。

根据上述反馈失控的公式：

Vout = Vin (220Vac 下对应DC 310V)x匝比(0.1)x D/(1-D) (D=0.57),

计算得出：

Vout = 310V*0.1*0.57/ (1-0.57) ≈40V。

这个计算结果表明：当反馈失效时，原本12V的输出可能会飙升至40V左右！

0.4、TL431耐压设计的关键考量

从上述分析可以看出，TL431作为反馈回路的核心器件，必须能够承受这种最坏情况下的电压冲击。

所以，当光耦反馈失效的时候，输出最大可能是40V，如果芯片耐压大于40V，意味着芯片无论如何，哪怕光耦失效也不会损坏。如果芯片耐压不够，系统中的副边反馈链条任意一个暂时失效，都会造成系统的瞬间崩溃和烧毁。

TL431的耐压设计不是随意确定的，而是基于对反激变换器失效模式的深入分析。36V以上的耐压要求，实际上是为应对最坏情况而设置的安全防线。所以TL431耐压是40V左右，从而保证在电压失控的条件下确保自身安全。

结语

我们速芯微始终将客户产品的安全放在心上，绝不偷工减料，将芯片耐压做到了40V，为芯片的安全可靠做足了保障。

审核编辑 黄宇