TL431 regulátor napätia Podrobný sprievodca
2024-04-17 16117

TL431 je trojprúdový integrovaný referenčný čip s kontrolovanou presnosťou s dobrou stabilitou teploty.Vzhľadom na svoju vysokú presnosť, nízky pokojný prúd a výstupný hluk sa široko používa v rôznych elektronických zariadeniach, ako sú automatické riadenie, správu energie a konverzia energie.Aby sa všetkým pomohlo lepšie porozumieť TL431, tento článok zostavil relevantné informácie o TL431.Príďte sa pozrieť.

TL431 je 2,50 V až 36 V nastaviteľný presný regulátor skratového skratu spoločne produkovaný spoločnosťou Texas Instruments Incorporated (TI) a Motorola začlenené do USA.Má schopnosť nastaviteľného výstupu prúdu a slúži ako referenčný zdroj napätia.Séria TL431 obsahuje TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, celkovo šesť modelov.Tieto modely zdieľajú rovnakú štruktúru vnútorného obvodu s iba malými rozdielmi v technických ukazovateľoch.Vďaka svojej kompaktnej veľkosti, presnosti nastaviteľného referenčného napätia a veľkého výstupného prúdu sa TL431 môže použiť na navrhovanie rôznych regulátorov.Medzi jeho výkonnostné charakteristiky patrí neustále nastaviteľné výstupné napätie až do 36 V, široký rozsah prevádzkového prúdu od 0,1 mA do 100 mA, typický dynamický odpor 0,22 ohmov a nízky výstupný šum.Okrem toho má maximálne vstupné napätie 37 V, maximálny prevádzkový prúd 150 mA, interné referenčné napätie 2,5 V a rozsah výstupného napätia od 2,5 V do 30 V.

Presnosť referenčného napätia TL431 môže dosiahnuť ± 2 % alebo vyššiu, čo mu umožňuje poskytovať stabilné a presné výstupné napätie v širokom rozsahu napätia.

TL431 obsahuje rýchlu dynamickú odozvu.Môže rýchlo upraviť výstupné napätie v reakcii na zmeny napájania zaťaženia a zaistiť stabilný výstup napájania.

Keď TL431 integruje zosilňovač chýb a zdroj referenčného napätia, zjednodušuje návrh obvodu, znižuje veľkosť obvodu a znižuje náklady na dodávku napájania.

Výstupné napätie TL431 je možné nastaviť pomocou dvoch externých odporov, ktoré ponúka rozsah nastavenia od 2,5 V do 36 V, čo je primerané pre rôzne obvody napájania.

Hodnotenie prúdu, napätia a príkon v akomkoľvek zariadení naznačujú jeho požiadavky na výkon, t. J. Na jeho prevádzku postačuje veľa prúdu a napätia.Nasledujúca tabuľka poskytuje hodnotenie prúdu, výkonu a napätia TL431.

Na meranie toho, či je výkon TL431 dobrý, musíme identifikovať jeho kolíky ako referenčný terminál, anódu a katóda.Po potvrdení kolíkov môžeme postupovať podľa krokov nižšie na meranie.Najprv upravíme rozsah multimetra k bloku RXLK, pripojíme čierne pero k anóde a červené pero k katóde.V súčasnosti sa meria vpred odpor TL431.Ďalej vymieňame testovacie vedenie, to znamená, že čierne pero je pripojené k katóde a červené pero je pripojené k anóde.V súčasnosti by sa mal zobraziť nekonečný reverzný odpor.To znamená, že keď prúd tečie z anódy do katódy, TL431 sa dá normálne zapnúť;A keď prúd tečie z katódy do anódy, TL431 je vypnutý.Ďalej stále udržujeme rozsah multimetra v bloku RXLK, pripojíme čierne pero k referenčnému terminálu a červené pero k katóde.V súčasnosti by cez ňu nemalo prúdiť prúd, to znamená, že na merači neexistuje žiadny náznak.Potom, keď sa dotkneme čierneho pera jednou rukou a anóde druhou rukou, ukazovateľ by sa mal výrazne hojdať.Ak je táto situácia splnená, špendlík dotýkaný ručne je referenčným terminálom.Posledným krokom je skrat o okruhu referenčný terminál a anóda, to znamená, umožňujú prúdenie prúdu z referenčného terminálu a anódy súčasne.V tomto prípade, ak je čierny testovací olovo pripojený k katóde a červený testovací olovo je pripojený k anóde, zvyčajne dôjde k menšiemu poklesu napätia;Naopak, ak je čierny testovací olovo pripojený k anóde a červený testovací olovo je pripojený k katóde, vo všeobecnosti dôjde k relatívne veľkým poklesom napätia.Princíp tohto merania je založený na rôznych poklesoch napätia TL431 počas vedenia vpred a spätného vedenia.

Monitor napätia

Obvod

Regulátor

Presný obmedzovač

Regulátor s vysokým prúdom

Prevodník PWM s odkazom

Presný regulátor série

TL431 má tri kolíky, ktoré sú referenčným terminálom, anódou a katódou.Aby sme rozlíšili tieto tri kolíky, môžeme ich zariadiť zľava doprava s logom proti nám.Konkrétne referenčným terminálom je kolík použitý na zadanie referenčného napätia;Anóda je špendlík, cez ktorý prúdi prúd;A katóda je špendlík, z ktorého prúd vyteká.V praktických aplikáciách je katóda zvyčajne pripojená k pozitívnemu pólu napájacieho zdroja prostredníctvom odporu obmedzujúceho prúd, zatiaľ čo anóda je pripojená k zápornému pólu napájania.Jeho diagram PIN je nasledujúci:

PIN 1 (referencia): Tento PIN nastavuje hodnotenie napätia zenerovej diódy.

PIN 2 (anóda): Anóda ekvivalentnej zenerovej diódy

PIN 3 (katód): katóda ekvivalentnej zenerovej diódy

TL431 je trojkonný nastaviteľný regulátor skratu s vynikajúcou stabilitou.Často sa používa ako referencia nastaviteľného napätia.Jeho vonkajšia štruktúra pozostáva z troch kolíkov: katóda, anóda a referenčné napätie.Vnútorná štruktúra je znázornená na obrázku.Vo väčšine aplikácií TL431 je anóda zvyčajne pripojená k zemi a časť prúdu katódy preteká cez zdroj zrkadlového prúdu v ľavom dolnom rohu blokového diagramu.Kvapka napätia generovaná týmto prúdom na odporu plus pokles napätia medzi základňou B a emitorom E tranzistora predstavuje referenčné napätie 2,5V.Štruktúra stredného stupňa TL431 je rovnocenná s obvodom diferenciálneho zosilňovača, zatiaľ čo jeho výstupná fáza prijíma štruktúru Darlingtonu.Preto má TL431 nielen interne integrovanú referenčnú funkciu napätia, ale tiež integruje funkciu obvodu operačného zosilňovača.

Podľa svojej funkcie TL431 pozostáva z interne integrovaného referenčného napätia 2,5 V, diferenciálneho OP-AMP a otvoreného zberateľského tranzistora.Zjednodušený diagram TL431 je uvedený nižšie.Ak je napätie na kolíku referenčného napätia nižšie ako vnútorné referenčné napätie 2,5 V, OP-AMP vydá nízku úroveň, kedy je trióda v stave vypnutia, v TL431 nie je prúdom prúdu (ignorovanie malého únikuprúd);A keď je napätie na kolíku referenčného napätia vyššie ako vnútorné referenčné napätie, OP-AMP vydá vysokú úroveň, trióda vedie a priťahuje prúd z katódy a rýchlo vstupuje do saturačnej oblasti.Iba ak je napätie na referenčnom napätí kolíka veľmi blízko k referenčnému napätiu, trióda bude fungovať v oblasti amplifikácie, z katódy, aby sa extrahoval konštantný prúd.Analýza ukazuje, že pri prepínaní napájania môže byť pôvodná štruktúra, ktorá vyžaduje diskrétne referenčné napätie a op-amp pre spätnú väzbu, dobre nahradiť TL431.

Pri používaní TL431 by sme mali venovať pozornosť nasledujúcim aspektom.

Minimálny prúd tečúci cez TL431 sa musí udržiavať nad 1 mA, inak stratí výkonnosť regulácie napätia.Zároveň maximálny prúd nemôže prekročiť 100 mA, aby sa zabránilo poškodeniu TL431.

Pretože vnútorné referenčné napätie Vref TL431 je udržiavané v katódovom prúde a tento prúd musí byť vyšší ako určitý prah, aby sa zabezpečila normálna prevádzka, musí sa počas aplikácie venovať osobitná pozornosť: keď je výstupný pól TL431 vVýkonný stav, katóda stále potrebuje udržiavať držobný prúd väčší ako 0,2 mA;Ak je výstupný pól saturácie, napätie medzi pólmi musí byť najmenej viac ako 2,2 V, aby sa zabezpečilo, že TL431 môže fungovať normálne.

Ako príklad, ktorý vezmeme spoločný balík TO-92, je maximálna spotreba energie TL431 0,7 W.V skutočnosti je možné spotrebu energie P TL431 v obvode vypočítať vzorcom p = vo*i, kde VO je výstupné napätie a I je prúd cez TL431.Preto, keď výstup nepresiahne 5V, TL431 môže vyvodiť maximálny prúd 140 mA;Ak je výstupné napätie 7 V, môže výstup iba na prúd 10 mA v dôsledku obmedzení spotreby energie.Spotreba energie TL431 sa zvyčajne pohybuje od 0,5 W do 1,2 W.Ak funguje pri vysokých teplotách, vysokom napätí alebo vysokých súčasných podmienkach, musíme venovať osobitnú pozornosť ventilácii, rozptylu tepla a bezpečnosti celkového obvodu, aby sa zabránilo degradácii alebo poškodeniu výkonu spôsobenej nadmernou spotrebou energie.

Pri výbere materiálov a rozmiestnení by sme mali prednosť presným odporom toho istého typu s malým teplotným koeficientom, nízkym hlukom a veľkou výkonnosťou, aby sme zaistili stabilitu a spoľahlivosť.Podľa vzorca vo = 2,5*(1+R1/R2), keď je VO maximálne 36 V, môžeme vypočítať, že maximálny pomer R1 k R2 je 13,4, to znamená, že maximálna hodnota R1 by mala byť 13,4 -krátto z R2.Okrem toho, kvôli vysokému zisku otvorenej slučky a rýchlej rýchlosti odozvy TL431, keď je bod odberu vzoriek (to znamená, že bod pripojenia R1 a R2) je ďaleko od týchto dvoch pólov, obvod je náchylný k prekročeniu samoobsluhyexcitácia.Preto pri navrhovaní a používaní musíme venovať osobitnú pozornosť umiestneniu bodu odberu vzoriek, aby sme sa vyhli tejto situácii.

Áno, je to programovateľná zenerová dióda.Výstupné napätie sa pohybuje od 2,5 voltov do 36 voltov.Tolerancia výstupného napätia bude ± 4 percentá.Výstupný prúd alebo prúdový prúd sa pohybuje od 1 mA do 100 mA.

TL431 je pôvodný štandardný referenčný odkaz na napätie.TLV431 je voľba TLV s nižším napätím, ale má aj niekoľko rôznych špecifikácií.

TL431 v konfigurácii s otvorenou slučkou sa často používa ako komparátor napätia, monitor podvzdušňovania, monitor prepätia, detektor napätia okna a mnoho ďalších typov použití.TL431 je referencia o skratovom napätí bežne používané pre tieto aplikácie.

Ak je TL431 poškodený, ak nedochádza k výmene toho istého modelu, môže byť priamo nahradený KA431, μA431, LM431, YL431, S431 atď.

Zariadenia TL431 a TL432 sú regulátory pre nastaviteľné nastaviteľné regulátory s nastaviteľným skratom so špecifikovanou tepelnou stabilitou oproti uplatniteľným automobilovým, komerčným a vojenským teplotným rozsahom.Výstupné napätie je možné nastaviť na akúkoľvek hodnotu medzi VREF (približne 2,5 V) a 36 V, s dvoma externými odpormi.