Pochopenie TL431: Komplexný sprievodca regulátormi presných skratov
Katalóg
TL431 je trojprúdový integrovaný referenčný čip s kontrolovanou presnosťou s dobrou stabilitou teploty.Kvôli svojej vysokej presnosti, nízkym pokojovým prúdom a výstupným šumom sa široko používa v rôznych elektronických zariadeniach, ako je automatické ovládanie, správu energie a konverzia energie.S cieľom pomôcť každému lepšie porozumieť TL431, tento článok zostavil relevantné informácie o TL431, príďte a pozrite sa.
Čo je regulátor TL431?
TL431 je 2,50 V až 36 V nastaviteľný presný regulátor skratu, ktorý spoločne vyrába spoločnosť Texas Instruments Incorporated (TI) a Motorola začlenená do USA. Má schopnosť nastaviteľného výstupu prúdu a je druh referenčného zdroja napätia.Medzi produkty TL431 patrí TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, so 6 modelmi.Séria TL431 pozostáva zo šiestich modelov.Štruktúra vnútorného obvodu týchto modelov je rovnaká, iba malý rozdiel v jednotlivých technických ukazovateľoch.Pretože TL431 má výhody malej veľkosti, presné nastaviteľné referenčné napätie a veľký výstupný prúd, môže sa použiť na výrobu rôznych regulátorov.Medzi jeho výkonnostné charakteristiky patrí nepretržité nastaviteľné výstupné napätie až 36 V, široký rozsah prevádzkového prúdu 0,1 mA až 100MA, typický dynamický odpor 0,22 ohmov a falošné výstupné výstupy.Okrem toho má maximálne vstupné napätie 37 V, maximálny prevádzkový prúd 150 mA, interné referenčné napätie 2,5 V a rozsah výstupného napätia 2,5 V až 30 V.
Alternatívy a ekvivalenty:
• TL431BilPre3
Hlavné vlastnosti TL431
Hlavné vlastnosti TL431 zahŕňajú:
Vysoká presnosť: Presnosť referenčného napätia TL431 môže dosiahnuť ± 2 % alebo vyššiu, takže je schopná poskytovať stabilné a presné výstupné napätie v širokom rozsahu napätia.
Dobrý dynamický výkon: TL431 má rýchlu dynamickú odozvu.Keď sa zmení napájacie zaťaženie napájania, môže rýchlo upraviť výstupné napätie, aby sa udržal stabilný výstup zdroja napájania.
Zjednodušené obvody: Pretože TL431 integruje zosilňovač chýb a referenčný zdroj napätia, môže zjednodušiť návrh obvodu, znížiť veľkosť obvodu a znížiť náklady na napájanie v návrhu napájania.
Nastaviteľné výstupné napätie: Výstupné napätie TL431 je možné upraviť dvoma externými odpormi a jeho rozsah nastavenia je od 2,5 V do 36 V, čo je dostatočné na uspokojenie potrieb rôznych obvodov napájacieho zdroja.
Hodnotenia TL431
Hodnotenie prúdu, napätia a príkon v akomkoľvek zariadení ukazujú jeho požiadavky na výkon, t. J. Koľko prúdu a napätia je na jeho prevádzku dostatočné.Nasledujúca tabuľka poskytuje hodnotenie prúdu, výkonu a napätia TL431.
Ako zmerať kvalitu 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.
Na čo sa dá použiť?
• Monitor napätia
• Crowbar Circuit
• Regulátor skratu
• Presný aktuálny obmedzovač
• Vysoký regulátor skratu
• Prevodník PWM s odkazom
• Presný regulátor vysokokvalitných sérií
Ako rozlíšiť tri kolíky TL431?
TL431 má tri kolíky, ktoré sú referenčným terminálom, anódou a katódou.Aby sme rozlíšili tieto tri kolíky, môžeme ich zariadiť zľava doprava a logo smeruje k nám.Konkrétne referenčným terminálom je kolík použitý na zadanie referenčného napätia;Anóda je špendlík, cez ktorý prúdi prúd;A katóda je špendlík, cez ktorý prúd tečie.V praktických aplikáciách je katóda zvyčajne pripojená k pozitívnemu pólu napájania prostredníctvom prúdového obmedzujúceho odpor, 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
Štruktúra a pracovný princíp TL431
TL431 je trojkonný nastaviteľný regulátor skratu s vynikajúcou stabilitou.Často sa používa ako referencia nastaviteľného napätia.Jeho vonkajšia štruktúra pozostáva z troch kolíkov: katódia, 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.
Preventívne opatrenia pre aplikáciu TL431
Pri používaní TL431 by sme mali venovať pozornosť nasledujúcim aspektom:
Venujte pozornosť aktuálnej veľkosti
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.
Minimálny zadržiavací prúd a minimálne napätie katódy
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 v rezaníMimo štátu si katód stále vyžaduje udržiavací 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.
Venujte pozornosť spotrebe energie
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.
Venujte pozornosť výberu odberových odporov R1 a R2
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 (tj bod pripojenia R1 a R2) 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.
Často kladené otázky [FAQ]
1. Je TL431 Zenerová dióda?
Je to zenerová dióda, ktorá je programovateľná.Výstupné napätie sa pohybuje od 2,5 voltov do 36 voltov.Tolerancia výstupného napätia bude +-4 percenta výstupného prúdu alebo prúdu umývadla sa pohybuje od 1 mA do 100 mA.
2. Aký je rozdiel medzi TL431 a TLV431?
TL431 je pôvodný štandardný referenčný odkaz na napätie.TLV431 je voľba TLV s nižším napätím, ale má aj niekoľko rôznych špecifikácií.
3. Aká je funkcia TL431?
TL431 v konfigurácii s otvorenou slučkou sa často používa ako porovnávač napätia, monitor podvzdušňovania, monitor prepätia, detektor napätia okna a mnoho ďalších typov použití.TL431 je referencia o skratovom napätí bežne používané pre tieto aplikácie.
4. Aký je ekvivalent tranzistora TL431?
Ak je TL431 poškodený, ak nedôjde k výmene toho istého modelu, môže sa priamo nahradiť KA431, μA431, LM431, YL431, S431 atď. TL431 Prípony písmen označujú úroveň produktu a rozsah prevádzkovej teploty.
5. Aké sú charakteristiky TL431?
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.