Porozumění TL431: Komplexní průvodce regulátorům přesného zkratu

Katalog

TL431 je tří-terminální kontrolovaná přesná referenční integrovaná čip s dobrou teplotní stabilitou.Díky své vysoké přesnosti, nízkém klidovém proudu a výstupním šumu se široce používá v různých elektronických zařízeních, jako je automatické řízení, správa energie a přeměna energie.Abychom všem pomohli lépe porozumět TL431, tento článek sestavil relevantní informace o TL431, přijel a podíval se.

Co je regulátor TL431?

TL431 je 2,50V až 36V nastavitelný regulátor přesného shuntu společně produkovaný Texas Instruments Incorporated (TI) a Motorola začleněnými do USA. Má schopnost nastavitelného proudového výstupu a je druh referenčního zdroje napětí.Série produktů TL431 zahrnují TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, se 6 modely.Série TL431 se skládá ze šesti modelů.Struktura vnitřního obvodu těchto modelů je identická, pouze nepatrný rozdíl v jednotlivých technických ukazatelích.Protože TL431 má výhody malé velikosti, přesného nastavitelného referenčního napětí a velkého výstupního proudu, lze jej použít k vytvoření různých regulátorů.Mezi jeho výkonové charakteristiky patří nepřetržitě nastavitelné výstupní napětí až do 36 V, široký rozsah provozního proudu 0,1 mA až 100 mA, typický dynamický odpor 0,22 ohmů a nízký výstup falešný.Kromě toho má maximální vstupní napětí 37 V, maximální provozní proud 150 mA, interní referenční napětí 2,5 V a výstupní rozsah napětí 2,5 V 30 V.

Alternativy a ekvivalenty:

• • TL431ACZ-AP

• • TL431AILPR

• TL431BILPRE3

• • LM431ACZ/LFT3

Hlavní rysy TL431

Mezi hlavní rysy TL431 patří:

Vysoká přesnost: Přesnost referenčního napětí TL431 může dosáhnout ± 2 procenta nebo vyšší, takže je schopna zajistit stabilní a přesné výstupní napětí v širokém rozsahu napětí.

Dobrý dynamický výkon: TL431 má rychlou dynamickou odpověď.Při změně napájecího zatížení může rychle upravit výstupní napětí, aby se udržoval stabilní výstup napájení.

Zjednodušený návrh obvodu: Vzhledem k tomu, že TL431 integruje zesilovač chyb a zdroj referenčního napětí, může zjednodušit návrh obvodu, zmenšit velikost obvodu a snížit náklady na napájení v návrhu napájení.

Nastavitelné výstupní napětí: Výstupní napětí TL431 může být upraveno dvěma externími odpory a jeho rozsah nastavení je od 2,5 V do 36 V, což je dostatečné pro uspokojení potřeb různých obvodů napájení.

Hodnocení TL431

Hodnocení proudu, napětí a příkonu jakéhokoli zařízení ukazuje jeho požadavky na napájení, tj. Kolik proudu a napětí stačí pro jeho provoz.Následující tabulka poskytuje hodnocení proudu, výkonu a napětí TL431.

Jak měřit kvalitu TL431?

Abychom změřili, zda je výkon TL431 dobrý, musíme identifikovat jeho kolíky jako referenční terminál, anoda a katodu.Po potvrzení kolíků můžeme měřit níže uvedené kroky.Nejprve upravíme rozsah multimetru k bloku RXLK, připojíme černé pero k anodě a červené pero s katodou.V této době se měří dopředný odpor TL431.Dále vyměňujeme testovací vodiče, tj. Černé pero je připojeno k katodě a červené pero je připojeno k anodě.V této době by se měla zobrazovat nekonečná reverzní odpor.To znamená, že když proud proudí z anody na katodu, lze TL431 normálně zapnout;A když proud proudí z katody do anody, je TL431 vypnutý.Dále stále udržujeme multimetrový rozsah v bloku RXLK, připojíme černé pero k referenčním terminálu a červené pero k katodě.V této době by to neměl protékat žádný proud, to znamená, že na měřiči není žádný náznak.Poté, když se jednou rukou a anodou dotkneme černé pero a druhou rukou, by se ukazatel měl výrazně houpat.Když je tato situace splněna, kolík, který se dotkne ručně, je referenční terminál.Posledním krokem je zkratování referenčního terminálu a anody, tj. Umožňování proudu proudu z referenčního terminálu a anody současně.V tomto případě, pokud je černý testovací vedení připojeno k katodě a červený testovací vedení je připojen k anodě, obvykle dojde k menšímu poklesu napětí;Naopak, pokud je černý testovací vedení připojeno k anodě a červený testovací vedení je připojen k katodě, bude obecně dojde k relativně velkému poklesu napětí.Princip tohoto měření je založen na různých kapkách napětí TL431 během dopředného a reverzního vedení.

Na co lze použít?

• Monitor napětí

• Circuit Crowbar

• Regulátor zhuntu

• Omezovač přesného proudu

• Regulátor shuntu s vysokým proudem

• Převodník PWM s odkazem

• Přesnější regulátor řady s vysokým proudem

Jak rozlišit tři kolíky TL431?

TL431 má tři kolíky, což jsou referenční terminál, anoda a katoda.Abychom tyto tři kolíky rozlišili, můžeme je uspořádat zleva doprava s logem směřujícím k nám.Konkrétně je referenčním terminálem PIN používaným k vstupu referenčního napětí;Anoda je kolík, skrz který proud proudí;A katoda je kolík, kterým proudí proud.V praktických aplikacích je katoda obvykle spojena s pozitivním pólem napájení prostřednictvím rezistoru omezujícího proud, zatímco anoda je spojena s negativním pólem napájení.Jeho diagram pin je následující:

PIN 1 (Reference): Tento kolík nastavuje hodnocení napětí zenerové diody.

Pin 2 (anoda): Anoda ekvivalentní zenerové diody

Pin 3 (katoda): Katoda ekvivalentní zenerové diody

Struktura a pracovní princip TL431

TL431 je tří-terminální nastavitelný regulátor zkratu s vynikající stabilitou.Často se používá jako nastavitelný odkaz na napětí.Jeho vnější struktura se skládá ze tří kolíků: katody, anody a referenčního napětí.Vnitřní struktura je znázorněna na obrázku.Ve většině aplikací TL431 je anoda obvykle spojena s zemí a část proudu katodového proudu protéká zdrojem zrcadlového proudu v levém dolním rohu blokového diagramu.Pokles napětí generovaný tímto proudem na rezistoru plus pokles napětí mezi základnou B a emitorem tranzistoru, společně tvoří referenční napětí 2,5 V.Struktura střední fáze TL431 je ekvivalentní diferenciálnímu obvodu zesilovače, zatímco jeho výstupní fáze přijímá strukturu Darlingtonu.Proto má TL431 nejen interně integrovanou referenční funkci napětí, ale také integruje funkci operačního obvodu zesilovače.

Podle jeho funkce se TL431 skládá z interně integrovaného 2,5V referenčního napětí, diferenciálního op-amp a otevřeného sběratelského tranzistoru.Zjednodušený diagram TL431 je uveden níže.Když je napětí na referenčním napěťovém kolíku nižší než vnitřní referenční napětí 2,5 V, op-amp vydává nízkou úroveň, v té době je trioda v vypnutém stavu, žádné proudy v TL431 (ignorování malého úniku (ignorování malého únikuproud);A když je napětí na referenčním napěťovém kovu vyšší než vnitřní referenční napětí, op-amp vydává vysokou úroveň, Trioda provádí a čerpá proud z katody a rychle vstupuje do saturační oblasti.Pouze v případě, že napětí na referenčním napěťovém kolíku je velmi blízko referenčnímu napětí, bude trioda fungovat v oblasti amplifikace, z katody, aby extrahovala konstantní proud.Analýza ukazuje, že při přepínání napájení může být původní struktura, která vyžaduje diskrétní referenční napětí a op-amp pro zpětnou vazbu, dobře nahrazena TL431.

Opatření pro aplikaci TL431

Při použití TL431 bychom měli věnovat pozornost následujícím aspektům:

Věnujte pozornost současné velikosti

Minimální proud protékající TL431 musí být udržován nad 1ma, jinak ztratí svůj výkon regulační regulace napětí.Současně nesmí maximální proud překročit 100 mA, aby nedošlo k poškození TL431.

Minimální zadržovací a minimální napětí katody

Protože vnitřní referenční napětí VREF TL431 je udržováno katodovým proudem a tento proud musí být vyšší než určitý prahový, aby byl zajištěn normální provoz, je třeba během aplikace věnovat zvláštní pozornost: když je výstupní pól TL431 v řezu-Off State, katoda stále potřebuje udržovat držící proud větší než 0,2 mA;Když je výstupní pól v nasycení, napětí mezi póly musí být alespoň větší než 2,2 V, aby se zajistilo, že TL431 může normálně fungovat.

Věnujte pozornost spotřebě energie

Jako příklad vezmeme společný balíček pro-92, maximální spotřeba energie TL431 je 0,7 W.Ve skutečnosti může být spotřeba energie P TL431 v obvodu vypočtena podle vzorce p = vo*i, kde VO je výstupní napětí a I je proud prostřednictvím TL431.Pokud tedy výstup nepřesahuje 5V, může TL431 vydat maximální proud 140 mA;Pokud je výstupní napětí 7V, může vydat pouze proud 10 mA v důsledku omezení spotřeby energie.Obvykle se spotřeba energie TL431 pohybuje od 0,5 W do 1,2 W.Když funguje při vysokých teplotách, vysokých napětích nebo podmínkách vysokého proudu, musíme věnovat zvláštní pozornost ventilaci, rozptylu tepla a bezpečnosti celkového obvodu, abychom zabránili degradaci výkonu nebo poškození způsobené nadměrnou spotřebou energie.

Věnujte pozornost výběru vzorkovacích rezistorů R1 a R2

Při výběru materiálů a stanovení bychom měli upřednostňovat přesné rezistory stejného typu s koeficientem malého teploty, nízkým šumem a velkou energetickou kapacitou, abychom zajistili stabilitu a spolehlivost.Podle vzorce VO = 2,5*(1+R1/R2), když je VO maximálně 36 V, můžeme vypočítat, že maximální poměr R1 k R2 je 13,4, to znamená, že maximální hodnota R1 by měla být 13,4 krát, která by měla být 13,4krátto R2.Kromě toho, vzhledem k vysokému zisku s otevřenou smyčkou a rychlou rychlostí odezvy TL431, když je bod odběru vzorků (tj. Bod připojení R1 a R2) daleko od dvou pólů, je obvod náchylný k překročení sebepochopeníexcitace.Při navrhování a používání proto musíme věnovat zvláštní pozornost umístění bodu odběru vzorků, abychom se vyhnuli této situaci.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Je TL431 zenerovou diodou?

Je to zenerova dioda, která je programovatelná.Výstupní napětí se pohybuje od 2,5 voltů do 36 voltů.Tolerance výstupního napětí bude +-4 procenta výstupního proudu nebo proudu dřezu se pohybuje od 1 mA do 100 mA.

2. Jaký je rozdíl mezi TL431 a TLV431?

TL431 je původní standardní reference napětí.TLV431 je referenční možnost nižšího napětí TLV, ale má také některé různé specifikace.

3. Jaká je funkce TL431?

TL431 v konfiguraci s otevřenou smyčkou se často používá v komparátoru napětí, monitoru podpětí, monitoru přepětí, detektoru napětí okna a mnoho dalších typů použití.TL431 je odkaz na napětí, běžně používané pro tyto aplikace.

4. Jaký je ekvivalent tranzistoru TL431?

Pokud je TL431 poškozen, pokud nedojde k náhradě stejného modelu, může být přímo nahrazen ka431, μA431, LM431, YL431, S431 atd. TL431 Přípona písmen označují úroveň produktu a provozní teplotní rozsah.

5. Jaké jsou vlastnosti TL431?

Zařízení TL431 a TL432 jsou tří-terminální nastavitelná regulátory zkratu, se specifikovanou tepelnou stabilitou nad použitelnými automobilovými, komerčními a vojenskými teplotními rozsahy.Výstupní napětí lze nastavit na jakoukoli hodnotu mezi VREF (přibližně 2,5 V) a 36 V, se dvěma vnějšími odpory.