TL431 Regulator napięcia szczegółowy przewodnik
2024-04-17 16109

TL431 to trzy-końcowy kontrolowany precyzyjnie zintegrowany układ odniesienia o dobrej stabilności temperatury.Ze względu na wysoką dokładność, niski prąd spoczynkowy i szum wyjściowy jest szeroko stosowany w różnych urządzeniach elektronicznych, takich jak automatyczna kontrola, zarządzanie energią i konwersja mocy.Aby pomóc wszystkim lepiej zrozumieć TL431, w tym artykule opracowano odpowiednie informacje o TL431.Przyjdź i spójrz.

TL431 jest regulowanym precyzyjnym regulatorem od 2,50 V do 36 V, produkowanym wspólnie przez Texas Instruments Incorporated (TI) i Motorola Incorporated w USA.Ma możliwość regulowanego wyjścia prądu i służy jako źródło napięcia odniesienia.Seria TL431 obejmuje TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, łącznie sześć modeli.Modele te mają identyczną strukturę obwodu wewnętrznego z jedynie niewielkimi różnicami w wskaźnikach technicznych.Ze względu na kompaktowy rozmiar, precyzyjne regulowane napięcie odniesienia i duży prąd wyjściowy TL431 może być użyte do zaprojektowania różnych regulatorów.Jego charakterystyka wydajności obejmuje ciągle regulowane napięcie wyjściowe do 36 V, szeroki zakres prądu roboczego od 0,1 mA do 100 mA, typowy oporność dynamiczna 0,22 omów i szum niskiego wyjścia.Dodatkowo ma maksymalne napięcie wejściowe 37 V, maksymalny prąd roboczy 150 mA, wewnętrzne napięcie odniesienia 2,5 V i zakres napięcia wyjściowego od 2,5 V do 30 V.

Dokładność napięcia odniesienia TL431 może osiągnąć ± 2 procent lub więcej, umożliwiając mu zapewnienie stabilnych i dokładnych napięć wyjściowych w szerokim zakresie napięci.

TL431 ma szybką reakcję dynamiczną.Może szybko dostosować napięcie wyjściowe w odpowiedzi na zmiany obciążenia zasilacza, zapewniając stabilną moc zasilania.

Ponieważ TL431 integruje wzmacniacz błędów i źródło napięcia odniesienia, upraszcza konstrukcję obwodu, zmniejsza rozmiar obwodu i obniża koszty zasilania.

Napięcie wyjściowe TL431 można regulować za pomocą dwóch zewnętrznych rezystorów, oferując zakres regulacji od 2,5 V do 36 V, odpowiedni dla różnych obwodów zasilacza.

Oceny prądu, napięcia i mocy dowolnego urządzenia wskazują jego wymagania dotyczące mocy, tj. Ile prądu i napięcia są wystarczające do jego działania.Poniższa tabela zawiera oceny prądu, mocy i napięcia TL431.

Aby zmierzyć, czy wydajność TL431 jest dobra, musimy zidentyfikować jego piny jako terminal referencyjny, anodę i katodę.Po potwierdzeniu pinów możemy wykonać poniższe kroki do pomiaru.Najpierw dostosowujemy zakres multimetru do bloku RXLK, łączymy czarny pióro z anodą i czerwony długopis do katody.W tej chwili mierzono oporność do przodu TL431.Następnie wymieniajemy przewody testowe, to znaczy czarny długopis jest podłączony do katody, a czerwony długopis jest podłączony do anody.W tym czasie należy wyświetlić nieskończoną odporność odwrotną.Oznacza to, że gdy prąd przepływa z anody do katody, TL431 można normalnie włączać;A gdy prąd przepływa z katody do anody, TL431 jest wyłączony.Następnie nadal utrzymujemy zakres multimetrów w bloku RXLK, łączymy czarny długopis z terminalem odniesienia i czerwonego pióra do katody.W tej chwili nie powinno być przepływającego przez niego prądu, to znaczy nie ma wskazania na miernik.Następnie, kiedy dotkniemy czarnego pióra jedną ręką, a z drugiej ręką wskaźnik powinien znacznie się zamachować.Po spełnieniu tej sytuacji pin dotknięty ręcznie jest terminalem odniesienia.Ostatnim krokiem jest zwarcie zacisku odniesienia i anody, to znaczy zezwolenie na przepływ prądu z terminalu odniesienia i anody w tym samym czasie.W takim przypadku, jeśli czarny przewód testowy jest podłączony do katody, a czerwony przewód testowy jest podłączony do anody, zwykle występuje mniejszy spadek napięcia;I odwrotnie, jeśli czarny przewód testowy jest podłączony do anody, a czerwony przewód testowy jest podłączony do katody, na ogół nastąpi stosunkowo duży spadek napięcia.Zasada tego pomiaru opiera się na różnych kroplach napięcia TL431 podczas przewodzenia do przodu i do tyłu.

Monitor napięcia

Trłostwo

Regulator bocznikowy

Precyzyjne ograniczenie prądu

Ogólny regulator bocznikowy

Konwerter PWM w odniesieniu

Precyzyjny regulator serii o wysokiej prądu

TL431 ma trzy piny, które są terminalem referencyjnym, anodą i katodą.Aby rozróżnić te trzy szpilki, możemy ułożyć je od lewej do prawej z logo skierowanym do nas.W szczególności terminale odniesienia jest pinem używanym do wprowadzania napięcia odniesienia;Anoda jest pinem, przez który przepływa prąd;A katoda jest szpilką, z której wypływa prąd.W praktycznych zastosowaniach katoda jest zwykle podłączona do dodatniego bieguna zasilania przez rezystor ograniczający prąd, podczas gdy anoda jest podłączona do ujemnego bieguna zasilania.Jego schemat pin jest następujący:

Pin 1 (odniesienie): Ten pin ustawia ocenę napięcia diody Zenera.

Pin 2 (anoda): anoda równoważnej diody Zenera

Pin 3 (katoda): katoda równoważnej diody Zenera

TL431 jest trzyterimalnym regulatorem regulowanym bocznikiem o doskonałej stabilności.Jest często używany jako regulowane odniesienie do napięcia.Jego struktura zewnętrzna składa się z trzech pinów: katody, anody i napięcia odniesienia.Struktura wewnętrzna jest jak pokazana na rysunku.W większości zastosowań TL431 anoda jest zwykle podłączona do uziemienia, a część prądu katody przepływa przez źródło prądu lustrzanego w lewym dolnym rogu schematu blokowego.Spadek napięcia generowany przez ten prąd na rezystorze, plus spadek napięcia między podstawą B a emiterem E tranzystora, łączy napięcie odniesienia 2,5 V.Struktura etapu pośredniej TL431 jest równoważna różnicowej obwodzie wzmacniacza, podczas gdy jego etap wyjściowy przyjmuje strukturę Darlington.Dlatego TL431 ma nie tylko wewnętrznie zintegrowaną funkcję odniesienia napięcia, ale także integruje funkcję obwodu wzmacniacza operacyjnego.

Zgodnie z jego funkcją TL431 składa się z wewnętrznie zintegrowanego napięcia odniesienia 2,5 V, różnicowego MAMP OP i otwartego tranzystora kolekcjonera.Uproszczony schemat TL431 pokazano poniżej.Gdy napięcie pinu napięcia odniesienia jest niższe niż wewnętrzne napięcie odniesienia 2,5 V, OP-AMP wyświetla niski poziom, w którym to czasie trioda jest w stanie OFF, nie przepływa prądu w TL431 (ignorując niewielkie wyciekiaktualny);A gdy napięcie na napięciu odniesienia jest wyższe niż wewnętrzne napięcie odniesienia, OP-AMP wysyła wysoki poziom, trioda prowadzi i pobiera prąd z katody i szybko wchodzi do regionu nasycenia.Tylko wtedy, gdy napięcie na napięciu odniesienia jest bardzo blisko napięcia odniesienia, trioda będzie działać w obszarze amplifikacji, od katody, aby wyodrębnić stały prąd.Analiza pokazuje, że przy przełączaniu zasilania oryginalna struktura, która wymaga dyskretnego napięcia odniesienia i opinii operacyjnej do sprzężenia zwrotnego, można dobrze wymienić TL431.

Korzystając z TL431, powinniśmy zwrócić uwagę na następujące aspekty.

Minimalny prąd przepływający przez TL431 musi być utrzymywany powyżej 1MA, w przeciwnym razie straci wydajność regulacji napięcia.Jednocześnie maksymalny prąd nie może przekroczyć 100MA, aby uniknąć uszkodzenia TL431.

Ponieważ wewnętrzne napięcie odniesienia VREF TL431 jest utrzymywane przez prąd katodowy, a prąd ten musi być wyższy niż określony próg, aby zapewnić normalne działanie, należy zwrócić szczególną uwagę podczas aplikacji: Gdy biegun wyjściowy TL431 znajduje się wStan odcięcia, katoda nadal musi utrzymać prąd trzymający większy niż 0,2mA;Gdy biegun wyjściowy jest nasycony, napięcie między biegunami musi być co najmniej większe niż 2,2 V, aby zapewnić, że TL431 może działać normalnie.

Przykładając wspólny pakiet do 92, maksymalne zużycie energii TL431 wynosi 0,7 W.W rzeczywistości zużycie energii P w TL431 w obwodzie można obliczyć za pomocą wzoru p = VO*I, gdzie VO jest napięciem wyjściowym, a I jest prądem przez TL431.Dlatego, gdy wyjście nie przekracza 5 V, TL431 może wysłać maksymalny prąd 140 mA;Gdy napięcie wyjściowe wynosi 7 V, może on wyświetlać tylko prąd 10 mA z powodu ograniczeń zużycia energii.Zazwyczaj zużycie energii TL431 wynosi od 0,5 W do 1,2 W.Kiedy działa w warunkach wysokiej temperatury, wysokiego napięcia lub wysokiego prądu, musimy zwrócić szczególną uwagę na wentylację, rozpraszanie ciepła i bezpieczeństwo całego obwodu, aby zapobiec degradacji wydajności lub uszkodzeniu spowodowanego nadmiernym zużyciem energii.

Wybierając materiały i układając, powinniśmy dać pierwszeństwo precyzyjnym rezystorom tego samego typu o małym współczynniku temperatury, niskim hałasie i dużej mocy w celu zapewnienia stabilności i niezawodności.Zgodnie z wzorem VO = 2,5*(1+R1/R2), gdy VO jest maksymalnie 36 V, możemy obliczyć, że maksymalny stosunek R1 do R2 wynosi 13,4, to znaczy maksymalna wartość R1 powinna wynosić 13,4 razyR2.Ponadto, ze względu na wysoki wzrost otwartej pętli i szybka szybkość reakcji TL431, gdy punkt próbkowania (to znaczy punkt połączenia R1 i R2) jest daleko od dwóch biegunów, obwód jest podatny na przekroczenie siebiepobudzenie.Dlatego podczas projektowania i korzystania z nich musimy zwrócić szczególną uwagę na lokalizację punktu próbkowania, aby uniknąć tej sytuacji.

Tak, jest to programowalna dioda Zenera.Napięcie wyjściowe wynosi od 2,5 wolta do 36 woltów.Tolerancja napięcia wyjściowego wyniesie ± 4 procent.Prąd wyjściowy lub prąd zlewu waha się od 1 Ma do 100 Ma.

TL431 to oryginalne standardowe odniesienie do napięcia bocznikowego.TLV431 jest opcją odniesienia do niższego napięcia TLV, ale ma również kilka różnych specyfikacji.

TL431 w konfiguracji otwartej pętli jest często używany jako komparator napięcia, monitor podnośnika, monitor nadpięcia, detektor napięcia okiennego i wiele innych rodzajów zastosowań.TL431 jest odniesieniem do napięcia bocznikowego powszechnie używanego do tych zastosowań.

Gdy TL431 jest uszkodzony, jeśli nie ma wymiany tego samego modelu, można go bezpośrednio zastąpić KA431, μA431, LM431, YL431, S431 itp. Sufiks TL431 wskazują, że poziom produktu i zakres temperatur roboczych.

Urządzenia TL431 i TL432 to trzy-terminowe regulatory regulowanych bocznikowych, o określonej stabilności termicznej w stosownych zakresach motoryzacyjnych, komercyjnych i wojskowych.Napięcie wyjściowe można ustawić na dowolną wartość między VREF (około 2,5 V) i 36 V, z dwoma zewnętrznymi rezystorami.