Детальний посібник регулятора напруги TL431
2024-04-17 16100

TL431-це три кінцева контрольована точна референтна інтегрована мікросхема з хорошою стабільністю температури.Завдяки високій точності, низькому спокійному струму та вихідному шуму, він широко використовується в різних електронних пристроях, таких як автоматичне управління, управління живленням та перетворення живлення.Щоб допомогти кожному краще зрозуміти TL431, ця стаття склала відповідну інформацію про TL431.Приходьте і подивіться.

TL431 є регульованим регулятором точного шунту на 2,50 В до 36 В, спільно виробленим Texas Instruments Incorporated (Ti) та Motorola Incorporated у США.Він має можливість регульованого виходу струму і служить джерелом еталонної напруги.Серія TL431 включає TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, загалом шість моделей.Ці моделі поділяють однакову структуру внутрішньої схеми з лише незначними відмінностями в технічних показниках.Завдяки своєму компактному розміру, точній регульованій референтній напрузі та великому вихідному струму TL431 можна використовувати для розробки різних регуляторів.Його характеристики продуктивності включають постійно регульовану вихідну напругу до 36 В, широкий діапазон робочого струму від 0,1 мА до 100 мА, типовий динамічний опір 0,22 Ом та низький вихідний шум.Крім того, він має максимальну вхідну напругу 37 В, максимальний робочий струм 150 мА, внутрішня опорна напруга 2,5 В та діапазон вихідної напруги від 2,5 В до 30 В.

Точність еталонної напруги TL431 може досягати ± 2 відсотки або вище, що дозволяє йому забезпечити стабільні та точні вихідні напруги в широкому діапазоні напруг.

TL431 має швидку динамічну реакцію.Він може швидко відрегулювати вихідну напругу у відповідь на зміни навантаження живлення, забезпечуючи стабільний вихід живлення.

Оскільки TL431 інтегрує підсилювач помилок та джерело еталонної напруги, він спрощує конструкцію схеми, зменшує розмір ланцюга та знижує витрати на живлення.

Вихідна напруга TL431 можна регулювати за допомогою двох зовнішніх резисторів, пропонуючи діапазон коригування від 2,5 В до 36 В, адекватний для різних ланцюгів живлення.

Рейтинг струму, напруги та потужності будь -якого пристрою вказує на його вимоги до потужності, тобто скільки струму та напруги достатньо для його роботи.Наступна таблиця містить рейтинги струму, потужності та напруги TL431.

Щоб виміряти, чи хороша продуктивність TL431, нам потрібно ідентифікувати його штифти як опорний термінал, анод та катод.Після підтвердження штифтів ми можемо виконати наведені нижче кроки для вимірювання.По -перше, ми відрегулюємо діапазон мультиметра до блоку RXLK, підключаємо чорну ручку до анода та червону ручку до катода.В цей час вимірюється вперед опір TL431.Далі ми обмінюємось тестовими проводами, тобто чорна ручка підключена до катода, а червона ручка підключена до анода.У цей час слід відображати нескінченну зворотну стійкість.Це означає, що коли струм тече від анода до катода, TL431 можна нормально включити;і коли струм протікає з катода до анода, TL431 вимкнено.Далі ми все ще зберігаємо багатометровий діапазон у блоці RXLK, підключаємо чорну ручку до опорного терміналу та червону ручку до катода.У цей час через нього не повинно бути струм, тобто не існує вказівок на лічильнику.Потім, коли ми торкаємося чорної ручки однією рукою та анодом іншою рукою, вказівник повинен значно розмахувати.Коли ця ситуація виконується, штифт, що торкається рукою, - це опорний термінал.Кінцевим кроком є ​​коротке замикання опорного клеми та анода, тобто дозволити струму виходити з опорного клеми та анода одночасно.У цьому випадку, якщо чорний тестовий провід підключений до катода, а червоний випробування підключений до анода, зазвичай буде менша падіння напруги;І навпаки, якщо чорний тестовий провід підключений до анода, а червоний тестовий провід підключений до катода, як правило, буде відносно велике падіння напруги.Принцип цього вимірювання заснований на різних краплях напруги TL431 під час вперед та зворотної провідності.

Монітор напруги

Ланцюг лом

Регулятор шунта

Точний обмежувач струму

Регулятор шунту з високим потоком

Перетворювач ШІМ з посиланням

Точний регулятор серії з високим потоком

TL431 має три шпильки, які є опорним терміналом, анодом та катодом.Щоб розрізнити ці три шпильки, ми можемо влаштувати їх зліва направо з логотипом, що стоїть перед нами.Зокрема, опорний термінал - це PIN -код, який використовується для введення опорної напруги;Анод - це штифт, через який струм тече;а катод - це штифт, з якого витікає струм.У практичних програмах катод зазвичай підключається до позитивного полюса живлення через резистор, що обмежує струм, тоді як анод підключений до негативного полюса живлення.Його шпилька діаграма така:

Штифт 1 (посилання): Цей PIN -код встановлює рейтинг напруги діода Zener.

Штифт 2 (анод): анод еквівалентного діода Zener

Штифт 3 (катод): катод еквівалентного діода Zener

TL431-це триденний регульований регулятор шунта з відмінною стабільністю.Він часто використовується як регульована посилання на напругу.Його зовнішня структура складається з трьох шпильок: катод, анод та опорна напруга.Внутрішня структура, як показано на малюнку.У більшості застосувань TL431 анод зазвичай з'єднаний з землею, а частина катодного струму протікає через джерело струму дзеркала в нижньому лівому куті блокової діаграми.Падіння напруги, що генерується цим струмом на резисторі, плюс падіння напруги між основою B та випромінювачем транзистора разом є опорною напругою 2,5 В.Проміжна стадія структура TL431 еквівалентна контуру диференціального підсилювача, тоді як його вихідний етап приймає структуру Дарлінгтона.Тому TL431 не тільки має внутрішньо інтегровану референтну функцію напруги, але й інтегрує функцію схеми оперативного підсилювача.

Відповідно до своєї функції, TL431 складається з внутрішньої інтегрованої 2,5 В-еталонної напруги, диференціального підсилювача та відкритого колекторного транзистора.Спрощена схема TL431 показана нижче.Коли напруга на опорному штиці напруги нижча за внутрішню опорну напругу 2,5 В, підсилювач підсилювача виводить низький рівень, в цей час триода знаходиться в стані вимкнення, в TL431 не протікає струм (ігноруючи крихітний витікструм);І коли напруга на опорному штирі напруги вище, ніж внутрішня опорна напруга, підсилювач виводить високий рівень, триоде проводить і витягує струм з катода і швидко входить у область насичення.Тільки тоді, коли напруга на опорному штирі напруги дуже близька до опорної напруги, триода працюватиме в області ампліфікації, від катода для вилучення постійного струму.Аналіз показує, що при комутаційному джерелі живлення початкова структура, яка вимагає дискретної референтної напруги та підсилювача для зворотного зв'язку, може бути добре замінена TL431.

Використовуючи TL431, ми повинні звернути увагу на наступні аспекти.

Мінімальний струм, що протікає через TL431, повинен зберігатися вище 1MA, інакше він втратить свою ефективність регулювання напруги.У той же час, максимальний струм не може перевищувати 100 мА, щоб уникнути пошкодження TL431.

Оскільки внутрішня опорна напруга VREF TL431 підтримується катодним струмом, і цей струм повинен бути вище певного порогу, щоб забезпечити нормальну роботу, особливу увагу потрібно приділяти під час застосування: коли вихідний полюс TL431 знаходиться вСтан відсічення, катод все ще повинен підтримувати струм, що перебуває у розмірі більше 0,2 мА;Коли вихідний полюс є насиченим, напруга між полюсами повинна бути щонайменше 2,2 В, щоб переконатися, що TL431 може працювати нормально.

Входячи загальний пакет до 92, як приклад, максимальне споживання електроенергії TL431 становить 0,7 Вт.Насправді, споживання електроенергії P TL431 в ланцюзі можна обчислити формулою P = Vo*I, де VO - вихідна напруга, і я - струм через TL431.Тому, коли вихід не перевищує 5 В, TL431 може виводити максимальний струм 140 мА;Коли вихідна напруга становить 7 В, вона може виводити лише струм 10 мА через обмеження споживання електроенергії.Зазвичай споживання електроенергії TL431 коливається від 0,5 Вт до 1,2 Вт.Коли він працює в умовах високої температури, високої напруги або високого струму, ми повинні звернути особливу увагу на вентиляцію, розсіювання тепла та безпеку загального ланцюга для запобігання погіршення продуктивності або пошкодження, спричинених надмірним споживанням електроенергії.

Вибираючи матеріали та закладання, ми повинні надати пріоритет точній резисторам одного типу з невеликим коефіцієнтом температури, низьким рівнем шуму та великою потужністю для забезпечення стабільності та надійності.Відповідно до формули Vo = 2,5*(1+R1/R2), коли VO становить максимум 36 В, ми можемо обчислити, що максимальне співвідношення R1 до R2 становить 13,4, тобто максимальне значення R1 повинно бути 13,4 разищо R2.Крім того, завдяки високому посиленню відкритих циклів та швидкій швидкості реакції TL431, коли точка відбору проб (тобто точка з'єднання R1 і R2) далеко від двох полюсів, ланцюг схильний до перестрікання самостійногозбудження.Тому при проектуванні та використанні нам потрібно приділити особливу увагу розташуванню точки відбору проб, щоб уникнути цієї ситуації.

Так, це програмований діод Zener.Вихідна напруга коливається від 2,5 вольт до 36 вольт.Толерантність вихідної напруги становитиме ± 4 відсотки.Вихідний струм або струм раковини коливається від 1 мА до 100 мА.

TL431 - це початкова стандартна посилання на напругу шунта.TLV431 - це опорний параметр TLV нижчої напруги, але також має деякі різні специфікації.

TL431 у конфігурації з відкритим циклом часто використовується в якості компаратора напруги, монітора підполковника, монітора перенапруги, детектора напруги вікна та багатьох інших типів використання.TL431 - це посилання на напругу шунта, яка зазвичай використовується для цих програм.

Коли TL431 пошкоджується, якщо немає заміни однієї моделі, його можна безпосередньо замінити на KA431, μA431, LM431, YL431, S431 тощо.

Пристрої TL431 та TL432-це три кінцеві регульовані регулятори шунту, із заданою термічною стійкістю над застосовним автомобільним, комерційним та військовим температурним діапазоном.Вихідна напруга може бути встановлена ​​на будь -яке значення між VREF (приблизно 2,5 В) та 36 В, з двома зовнішніми резисторами.