Приликом пројектовања електронских кола, често постоји потреба за регулатором напона мале снаге или извором референтног напона. Један број фиксних напона је затворен нерегулисаним интегралним стабилизаторима. Подесива надоградња чип ЛМ317, али има одређене инхерентне недостатке и често непотребну функционалност. У многим случајевима, ТЛ431 чип ће решити проблем, омогућавајући вам да добијете стабилан извор напона мале снаге који се може подесити од 2,5 до 36 В.
Садржај
Шта је ТЛ431 чип
Ово микроколо, развијено 70-их година двадесетог века, често се назива "подесива зенер диода", а на дијаграму је означена као зенер диода са два класична закључка - анодом и катодом. Постоји и трећи закључак о чијој сврси ће бити речи касније. Изгледа као микро склоп Зенер диода уопште се не сећа. Произведен је, као и конвенционално микроколо, у неколико опција пакета. У почетку су прављене опције само за плочу са рупама (труе холе), са развојем СМД технологија, ТЛ431 је почео да се „пакује“ у пакете за површинску монтажу, укључујући популарне СОТ-ове са различитим бројем пинова. Минимални број ногу потребан за рад је 3. Неки случајеви садрже више иглица. Вишак ногу или није нигде спојен, или је дуплиран.
Кључне карактеристике ТЛ431
Главне карактеристике чије је познавање довољно за обављање 90+ процената задатака који се јављају у развоју електронских кола:
- границе излазног напона - 2,5 ... 36 В (ово се може приписати минусима, пошто савремени регулатори имају доњу границу од 1,5 В);
- највећа струја је 100 мА (мала је, упоредива са зенер диодом средње снаге, тако да не би требало да преоптерећујете микроколо, нема заштиту);
- унутрашњи отпор (импеданса еквивалентне мреже са два терминала) - око 0,22 Охма;
- динамички отпор - 0,2 ... 0,5 Охм;
- вредност пасоша Уреф = 2,495 В, тачност - у зависности од серије, од ± 0,5% до ± 2%;
- Опсег радне температуре за ТЛ431С – 0…+70 °С, за ТЛ431А – минус 40…+85 °С.
Остале карактеристике, укључујући графиконе зависности параметара од температуре, могу се наћи у техничком листу. Али у већини случајева они неће бити потребни.
Сврха закључака и принцип рада
Када се анализира унутрашња структура микрокола, постаје јасно да је поређење са зенер диодом прилично произвољно.
Највише од свега, структура ТЛ431 подсећа на компаратор. Референтни напон Вреф од 2,5 В се примењује на инвертујући излаз.Овај напон је стабилизован, тако да ће и излаз бити стабилан. Изводи се неинвертујући излаз. Ако напон који се на њега примењује не прелази референтни напон, излаз компаратора нула, транзистор је затворен, струја не тече. Ако напон на директном улазу прелази 2,5 В, тада се на излазу диференцијалног појачала појављује позитиван ниво, транзистор се отвара и струја почиње да тече кроз њега. Ова струја је ограничена спољним отпором. Ово понашање личи на лавински слом зенер диоде када се на њу примени обрнути напон. Диода је дизајнирана да заштити од обрнутог укључивања микрокола.
Важно! Референтни пин напона не сме остати неповезан и захтева најмање 4µА струје.
У ствари, ова шема је условна - погодна је само за објашњење природе посла. У стварности, све се спроводи по другим принципима. Дакле, унутар кола не можете пронаћи тачку са референтним напоном од 2,5 В.
Примери склопних кола
Једна од опција за склопно коло ТЛ431 је конвенционални компаратор. На њему можете направити неку врсту релеја прага - на пример, релеј нивоа, релеј осветљења итд. Само извор референтног напона је уграђен и не може се подесити, па се струја и пад напона кроз сензор регулишу.
Чим 2,5 В падне на сензору, излазни транзистор микрокола се отвара, струја тече кроз ЛЕД и она се пали. Уместо ЛЕД-а, можете користити релеј мале снаге или транзисторски прекидач који пребацује оптерећење. Отпорник Р1 се може користити за подешавање нивоа рада компаратора. Р2 служи као баласт и ограничава струју кроз ЛЕД.
Али такво укључивање не омогућава коришћење свих карактеристика ТЛ431 - компаратор се може изградити на било ком другом микроколу које је погодније за такве релеје.Исти склоп је дизајниран за друге сврхе.
Најједноставније коло за укључивање ТЛ431 у режиму паралелног регулатора је извор референтног напона од 2,5 В. За ово је потребан само баласт отпорник, што ће ограничити струју кроз излазни транзистор.
Важно! За разлику од класичног склопног кола зенер диоде, не би требало да инсталирате кондензатор паралелно са излазом. То може довести до паразитских осцилација. Генерално, није потребно, пошто су програмери предузели мере за смањење излазне буке. Али због тога, микроколо се не може користити као основа за генератор буке, попут конвенционалне зенер диоде.
Пуније се могућности микрокола користе у колу повратне спреге које формирају отпорници Р1 и Р2.
Када се примени напајање, излазни напон расте и стабилизује се у року од неколико микросекунди (брзина напона није стандардизована). Устаб је постављен разделник, може се израчунати по формули Устаб=2,495*(1+Р2/Р1). Приликом израчунавања, мора се имати на уму да се унутрашњи отпор са таквим укључивањем повећава за (1 + Р2 / Р1) пута.
Носивост стабилизатора можете повећати на класичан начин укључивањем додатног биполарни транзистор.
Важно! Транзистор је нужно укључен у круг повратне спреге.
Такво укључивање претвара коло у паралелни регулатор, захтевајући да улазни напон премаши излазни напон. Његова ефикасност не може премашити однос Уоут/Уин. Ово погоршава параметре стабилизатора, па је боље користити транзистор са ефектом поља, пад напона на њему је мањи.
Овде је ефикасност већа због мање потребне разлике између улазног и излазног напона, али је потребан додатни извор напајања за капију транзистора – њен напон мора бити већи од Вин.
На ТЛ431 можете саставити струјни стабилизатор.
Струја у колекторском колу транзистора биће једнака Истаб \у003д Вреф / Р1.
Ако је исто коло укључено у облику мреже са два терминала, онда ће се добити ограничавач струје.
Струја ће бити ограничена на Ио=Вреф/Р1+Ика. Вредност баластног отпорника се мора изабрати из услова Рб=Уин(Ио/хфе+Ика), где је хфе појачање транзистора. Може се мерити мултиметром који има ову функцију.
Радио-аматери користе микрокола у нестандардним укључењима. ТЛ431 има тенденцију да се самоузбуђује, што је недостатак. Али ово омогућава да се користи као генератори контролисани напоном. Да бисте то урадили, на излазу је инсталиран кондензатор.
Који су аналози
Микроколо има велику популарност у свету професионалаца и ентузијаста електронике. Због тога га производе многи произвођачи. Светски познате компаније Текас Инструментс (као програмер), Моторола, Фаирцхилд Семицондуцтор и друге производе микроколо под оригиналним именом. Немогуће је не поменути претходно пуштени стабилизатор ТЛ430, са Вреф = 2,75 В и максималном радном струјом повећаном за један и по пута. Али ово микроколо је било мање тражено и није доживело почетак ере СМД монтаже.
Други произвођачи производе регулатор напона са другим словним индексима, али у својим називима увек имају бројеве 431 (иначе потрошач једноставно неће обратити пажњу на непознато микроколо). На тржишту су:
- КА431АЗ;
- КИА431;
- ХА17431ВП;
- ИР9431Н
и друга микро кола слична по функционалности. Али производи мало познатих и непознатих произвођача не гарантују усклађеност са параметрима.
Постоји домаћи аналог - КР142ЕН19А, произведен у пакету КТ-26 (слично транзистору мале снаге). Потпуно је сличан оригиналном чипу, али су неке карактеристике мало другачије. Дакле, унутрашњи отпор је нормализован унутар <0,5 Охм.
Вредан помена је СГ6105 ПВМ контролер. Садржи два унутрашња стабилизатора, апсолутно идентична ТЛ431. Имају одвојене терминале и могу се користити као референтни извори напона.
Како проверити перформансе ТЛ431 чипа
Микроколо има прилично сложену унутрашњу структуру, тако да се не може проверити једним тестером. У сваком случају, мораћете да прикупите неку врсту шеме. Ако постоји регулисано напајање, онда су потребна три отпорника и ЛЕД.
Напон напајања не сме бити већи од 36 В. Р1 се бира тако да при максималном напону струја кроз ЛЕД не прелази 10-15 мА. Однос Р1 и Р3 треба да буде такав да при максималном напону извора више од 2,5 В пада на Р3, а пожељно више од 3. Када излазни напон порасте са 0 В да би достигао праг на Р3, ЛЕД ће трептати, што значи да микроколо ради. Не можете инсталирати ЛЕД, већ једноставно измерите напон на катоди - требало би да се нагло промени.
Ако нема регулисаног извора, али постоји напајање са константним напоном, мораћете да користите потенциометар уместо Р3. Када се мотор окреће у оба смера, ЛЕД треба да се упали и угаси.
Тржиште електронских компоненти нуди веома широк спектар интегрисаних регулатора напона.Али обим је веома широк, тако да многе врсте микрокола имају своју нишу на тржишту. Укључујући ТЛ431.
Слични чланци:
