통합 안정기 TL431은 일반적으로 전원 공급 장치에 사용됩니다. 그러나 여전히 다양한 사용 영역을 선택할 수 있습니다. 이 기사에서는 이러한 회로 중 일부를 설명하고 TL431 칩을 사용하여 만든 유용하고 간단한 장치에 대해서도 설명합니다. 그러나이 경우 "마이크로 회로"라는 용어에 겁을 먹을 필요가 없으며 출력이 3 개 뿐이며 외관상 간단한 저전력 트랜지스터 TO90과 유사합니다.
TL431 칩이란 무엇입니까?
모든 전자 엔지니어는 494와 유사한 마법의 숫자 TL431을 알고 있습니다. 그것은 무엇입니까?
텍사스 인스트루먼트 회사반도체 개발의 원점에 있었습니다. 그들은 항상 전자 부품 생산 분야에서 1위를 차지하고 있으며, 지속적으로 세계 10위권의 리더로 남아 있습니다. 최초의 집적 회로는 1958년에 이 회사의 직원인 Jack Kilby에 의해 개발되었습니다.
오늘날 TI는 다양한 초소형 회로를 생산하며 이름은 SN 및 TL 문자로 시작됩니다. 이들은 각각 TI 기업의 역사에 영원히 들어가고 여전히 널리 사용되는 논리 및 아날로그 마이크로 회로입니다.
"마법의" 초소형 회로 목록에서 가장 좋아하는 것 중에는 통합된 마이크로 회로가 포함될 가능성이 높습니다. 안정제 TL431. 이 마이크로 회로의 3출력 패키지에는 10개의 트랜지스터가 설치되어 있으며 수행하는 기능은 간단한 제너 다이오드(Zenner Diode)와 동일합니다.
그러나 이러한 복잡성으로 인해 마이크로 회로는 특성의 가파른 증가와 열 안정성이 향상되었습니다. 주요 특징은 외부 분배기를 사용하여 안정화 전압을 2.6~32V 범위에서 변경할 수 있다는 것입니다. 최신 TL431에서 하한 임계값의 아날로그는 1.25V입니다.
TL431 아날로그는 엔지니어 Barney Holland가 다른 회사의 안정기 회로를 복사할 때 개발했습니다. 우리나라에서는 카피가 아니라 리핑이라고 합니다. 그리고 홀랜드는 원래 회로에서 기준 전압 소스를 빌려 이를 기반으로 별도의 안정기 칩을 개발했습니다. 처음에는 TL430으로 불렸고, 몇 가지 수정을 거쳐 TL431로 알려지게 되었습니다.
그 이후로 많은 시간이 흘렀지만 오늘날에는 컴퓨터에 전원 공급 장치가 설치되지 않은 곳이 하나도 없습니다. 이 회로는 거의 모든 스위칭 저전력 전원 공급 장치에도 적용됩니다. 이러한 소스 중 하나는 오늘날 모든 가정에서 찾을 수 있습니다. 바로 휴대폰 충전기입니다. 이 장수는 부러울뿐입니다.
Holland는 또한 그다지 유명하지 않고 여전히 수요가 많은 회로 TL494를 개발했습니다. 이것 이중 주파수 PWM 컨트롤러, 이를 기반으로 다양한 유형의 전원 공급 장치가 만들어집니다. 따라서 숫자 494도 "마법의" 숫자로 간주됩니다. 이제 TL431을 기반으로 한 다양한 제품을 살펴보겠습니다.
경보 및 표시기
TL431 아날로그 회로는 전원 공급 장치의 제너 다이오드로서 의도된 목적으로만 사용될 수 있습니다. 이 칩을 기반으로 다양한 소리 알람과 조명 표시 등을 만드는 것이 가능합니다. 이러한 장치는 다양한 매개변수를 확인하는 데 사용할 수 있습니다.
우선, 이것은 정상 전압 전압. 일부 물리량이 센서를 사용하여 전압으로 표시되면 다음과 같이 제어하는 장비를 만들 수 있습니다.
- 습도와 온도;
- 탱크의 수위;
- 가스 또는 액체 압력;
- 조명
이 경보의 작동 원리는 제너 다이오드 DA1(출력 1)의 제어 전극 전압이 2.6V 미만일 때 제너 다이오드가 닫히고 낮은 전류만 통과하며 일반적으로 통과하지 않는다는 사실에 기반합니다. 0.20...0.30mA 이상. 그러나이 전류는 HL1 다이오드가 약하게 빛나기에 충분합니다. 이러한 현상이 발생하는 것을 방지하려면 다이오드에 병렬 저항이 있는 저항을 연결하면 됩니다. 약 1~2KΩ.
제어 전극의 전압이 2.6V를 초과하면 제너 다이오드가 열리고 다이오드 HL1이 켜집니다. 제너 다이오드 DA1 및 다이오드 HL1을 통해 필요한 전압 제한은 R3에 의해 생성됩니다. 제너 다이오드의 최고 전류는 100mA인 반면 HL1 다이오드는 동일한 매개변수가 22mA에 불과합니다. 이 조건에서 저항 R3의 저항을 계산할 수 있습니다. 보다 정확하게는 아래 공식을 사용하여 저항을 계산합니다.
R3=(Upit – Uhl – Uda) / Ihl, 여기서:
- Uda – 개방형 칩의 전류(보통 2V)
- Uhl - 다이오드 양단의 직류 강하;
- Upit – 공급 전류;
- Ihl – 다이오드 전압(4~12mA 범위).
또한 TL431의 최고 전압은 36볼트에 불과하다는 점도 기억해야 합니다. 이 매개변수를 초과하면 안 됩니다.
경보 수준
다이오드 HL1(Uз)이 켜질 때 제어 전극의 전류는 분리기 R1, R2에 의해 설정됩니다. 분리기의 특성은 다음 공식에 의해 결정됩니다.
R2=2.5хR1/(Uз – 2.5)
스위칭 임계값을 최대한 정확하게 조정하려면 저항 R2를 계산된 것보다 1.5배 더 높은 표시기를 사용하는 트리머로 교체할 수 있습니다. 그런 다음 튜닝이 완료되면 일정한 저항으로 교체할 수 있으며 그 저항은 트리머 설치된 부분의 저항과 같아야 합니다.
TL431 스위칭 회로를 확인하는 방법은 무엇입니까? 여러 전류 수준을 모니터링하려면 이러한 경보 중 3개가 필요하며 각 경보는 특정 전압으로 조정됩니다. 이런 방식으로 전체 척도와 지표를 만들 수 있습니다.
저항 R3과 다이오드 HL1로 구성된 표시 회로에 전원을 공급하려면 불안정하더라도 별도의 전원을 사용할 수 있습니다. 이 경우 제어된 전류는 회로의 저항 R1의 상위 출력에 공급되며, 이 출력은 저항 R3에서 분리되어야 합니다. 이 연결을 통해 제어되는 전류는 다음과 같습니다. 3~10볼트 범위에서.
이 회로와 이전 회로의 차이점은 다이오드가 다르게 연결된다는 것입니다. 이 연결을 역연결이라고 합니다. 회로가 닫혀 있는 경우에만 다이오드가 켜지기 때문입니다. 제어된 전류가 분리기 R1, R2에 의해 지정된 임계값을 초과하는 경우 회로가 개방되고 전류는 저항 R3을 통과하여 미세 회로의 출력 3-2를 통과합니다.
다이어그램에서 이 경우 전압은 2V로 떨어지며 이는 LED를 켜기에 충분하지 않습니다. 다이오드가 켜지지 않도록 두 개의 다이오드가 직렬로 설치됩니다.
제어된 전류가 분리기 R1에 의해 설정된 것보다 작으면 R2 회로가 닫히고 출력 전류는 2V보다 훨씬 커집니다. 다이오드 HL1이 켜집니다.
전류 변화만 모니터링해야 하는 경우 다이어그램에 따라 표시기를 만들 수 있습니다.
이 표시기는 2색 HL1 다이오드를 사용합니다. 모니터링되는 전류가 설정값을 초과하면 빨간색 다이오드가 켜지고, 전류가 낮으면 녹색 다이오드가 켜집니다. 전압이 이 임계값 근처에 위치하면 제너 다이오드의 전송 위치에 특정 기울기가 있기 때문에 두 LED가 모두 꺼집니다.
일부 물리량의 변화를 추적해야 하는 경우 R2는 환경의 영향을 받아 저항을 변경하는 센서로 대체됩니다.
일반적으로 다이어그램에는 여러 센서가 동시에 포함됩니다. 포토 트랜지스터라면 포토 릴레이가 있을 것입니다. 빛이 충분하면 포토트랜지스터는 열려 있고 저항은 낮습니다. 따라서 제어 출력의 전류는 임계값 미만의 DA1, 그 결과 다이오드가 켜지지 않습니다.
빛이 감소함에 따라 포토트랜지스터의 저항이 증가하고 이로 인해 제어 출력 DA1의 전압이 증가합니다. 이 전압이 임계값(2.5V)보다 크면 제너 다이오드가 열리고 다이오드가 켜집니다.
포토 트랜지스터 대신 서미스터를 마이크로 회로(예: MMT 시리즈)의 입력에 연결하면 온도 표시기가 나타납니다. 온도가 낮아지면 다이오드가 켜집니다.
어떤 경우든 응답 임계값은 저항 R1을 사용하여 설정됩니다.
설명된 표시등 외에도 TL431 아날로그를 기반으로 사운드 표시등을 만들 수도 있습니다. 예를 들어 욕조에서 물을 제어하기 위해 서로 몇 밀리미터 떨어진 곳에 위치한 두 개의 스테인레스 강판으로 만들어진 센서가 회로에 연결됩니다.
물이 센서에 도달하면 저항이 감소하고 R1, R2의 도움으로 미세 회로가 선형 모드로 들어갑니다. 그래서 자동 생성이 발생합니다 공진 주파수 NA1에서, 이 경우 경고음이 울립니다.
요약하자면 TL434 칩의 주요 사용 영역은 물론 전원 공급 장치라고 말하고 싶습니다. 그러나 보시다시피 마이크로 회로의 기능은 이 기능에만 국한되지 않으며 많은 장치를 조립할 수 있습니다.
칩 TL431- 조정 가능한 제너 다이오드입니다. 다양한 전원 공급 회로에서 기준 전압 소스로 사용됩니다.
TL431 사양
- 출력 전압: 2.5~36V;
- 출력 임피던스: 0.2Ω;
- 순방향 전류: 1~100mA;
- 오류: 0.5%, 1%, 2%;
TL431에는 음극, 양극, 입력의 세 가지 단자가 있습니다.
아날로그 TL431
TL431의 국내 유사품은 다음과 같습니다.
- KR142EN19A
- K1156ER5T
외국 유사품은 다음과 같습니다.
- KA431AZ
- 기아431
- HA17431VP
- IR9431N
- AME431BxxxxBZ
- AS431A1D
- LM431BCM
TL431 연결 다이어그램
TL431 제너 다이오드 마이크로 회로는 전원 회로뿐만 아니라 사용할 수 있습니다. TL431을 기반으로 모든 종류의 조명 및 사운드 신호 장치를 설계할 수 있습니다. 이러한 설계를 통해 다양한 매개변수를 제어할 수 있습니다. 가장 기본적인 매개 변수는 전압 제어입니다.
다양한 센서를 이용하여 일부 물리적 표시기를 전압 표시기로 변환함으로써 온도, 습도, 용기 내 액체 수위, 조도, 가스 및 액체 압력 등을 모니터링하는 장치를 만드는 것이 가능합니다. 아래에는 제어된 제너 다이오드 TL431을 연결하기 위한 여러 회로가 나와 있습니다.
이 회로는 전류 안정기입니다. 저항 R2는 피드백으로 인해 2.5V의 전압이 설정되는 션트 역할을 합니다. 그 결과, I=2.5/R2와 동일한 출력에서 직류를 얻습니다.
과전압 표시기
이 표시기의 작동은 제어 접점 TL431(핀 1)의 전위가 2.5V 미만일 때 제너 다이오드 TL431이 잠기고 일반적으로 0.4mA 미만의 작은 전류만 통과하도록 구성됩니다. . 이 전류 값은 LED가 켜지는 데 충분하므로 이를 방지하려면 2~3kΩ 저항을 LED와 병렬로 연결하면 됩니다.
제어 핀에 공급되는 전위가 2.5V를 초과하면 TL431 칩이 열리고 HL1이 켜지기 시작합니다. 저항 R3은 HL1과 제너 다이오드 TL431을 통해 흐르는 전류에 대한 원하는 제한을 생성합니다. 제너 다이오드 TL431을 통과하는 최대 전류는 약 100mA입니다. 그러나 LED의 최대 허용 전류는 20mA에 불과합니다. 따라서 LED 회로에 전류 제한 저항 R3을 추가해야 합니다. 저항은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
R3 = (Upit. – Uh1 – Uda)/Ih1
어디 업핏. - 전원 전압; Uh1 – LED 전체의 전압 강하; Uda – 개방형 TL431의 전압(약 2V) Ih1 – LED에 필요한 전류(5~15mA). TL431 제너 다이오드의 경우 최대 허용 전압은 36V라는 점도 기억해야 합니다.
경보가 발생하는(LED가 켜짐) 전압 Uz의 크기는 저항 R1과 R2의 분배기에 의해 결정됩니다. 해당 매개변수는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
R2 = 2.5 x Rl/(Uз - 2.5)
응답 수준을 정확하게 설정해야 하는 경우 저항 R2 대신 저항이 더 높은 트리밍 저항을 설치해야 합니다. 미세 조정이 완료되면 이 트리머를 영구 트리머로 교체할 수 있습니다.
때로는 여러 전압 값을 확인해야 할 때도 있습니다. 이 경우 자체 전압에 맞게 구성된 TL431에 여러 유사한 신호 장치가 필요합니다.
TL431의 서비스 가능성 확인
위 회로를 사용하면 R1과 R2를 하나의 100kOhm 가변 저항으로 교체하여 TL431을 확인할 수 있습니다. 가변 저항 슬라이더를 돌려 LED가 켜지면 TL431이 작동하는 것입니다.
저전압 표시기
이 회로와 이전 회로의 차이점은 LED가 다르게 연결된다는 것입니다. TL431 칩이 잠겨 있을 때만 LED가 켜지므로 이 연결을 역연결이라고 합니다.
모니터링된 전압 값이 분배기 R1 및 R2에 의해 결정된 레벨을 초과하면 TL431 칩이 열리고 전류는 저항 R3 및 TL431 칩의 핀 3-2를 통해 흐릅니다. 현재 미세 회로에는 약 2V의 전압 강하가 있으며 LED를 켜는 것만으로는 충분하지 않습니다. LED가 타는 것을 완전히 방지하기 위해 회로에 2개의 다이오드가 추가로 포함되어 있습니다.
연구중인 값이 분배기 R1 및 R2에 의해 결정된 임계 값보다 작은 순간 TL431 마이크로 회로가 닫히고 출력 전위가 2V보다 훨씬 높아져 HL1 LED가 켜집니다 위로.
전압 변화 표시기
전압 변화만 모니터링해야 하는 경우 장치는 다음과 같습니다.
이 회로는 2색 LED HL1을 사용합니다. 전위가 분배기 R1과 R2에 의해 설정된 임계값 미만이면 LED가 녹색으로 켜지고 임계값보다 높으면 LED가 빨간색으로 켜집니다. LED가 전혀 켜지지 않으면 제어된 전압이 지정된 임계값(0.05...0.1V) 수준에 있음을 의미합니다.
TL431 센서 작업
물리적 프로세스의 변화를 모니터링해야 하는 경우 이 경우 저항 R2를 외부 영향으로 인한 저항 변화를 특징으로 하는 센서로 변경해야 합니다.
이러한 모듈의 예가 아래에 나와 있습니다. 작동 원리를 요약하기 위해 다양한 센서가 이 다이어그램에 표시됩니다. 예를 들어 센서로 활용하면 조도에 따라 반응하는 포토 릴레이가 완성된다. 조명이 높을수록 포토트랜지스터의 저항은 낮습니다.
결과적으로 제어 접점 TL431의 전압이 지정된 수준보다 낮아 LED가 켜지지 않습니다. 조명이 감소하면 포토트랜지스터의 저항이 증가합니다. 이러한 이유로 제너 다이오드 TL431의 제어 접점 전위는 증가한다. 응답 임계값(2.5V)을 초과하면 HL1이 켜집니다.
이 회로는 토양 수분 센서로 사용될 수 있습니다. 이 경우 포토 트랜지스터 대신 서로 짧은 거리에 땅에 붙어 있는 두 개의 스테인레스 전극을 연결해야 합니다. 흙이 마르면 전극 사이의 저항이 증가하고 이로 인해 TL431 칩이 작동하고 LED가 켜집니다.
서미스터를 센서로 사용하면 이 회로로 온도 조절 장치를 만들 수 있습니다. 모든 경우에 회로의 응답 수준은 저항 R1에 의해 설정됩니다.
소리 표시 기능이 있는 회로의 TL431
위의 조명 장치 외에도 TL431 칩에 사운드 표시기를 만들 수도 있습니다. 이러한 장치의 다이어그램이 아래에 나와 있습니다.
이 소리 경보는 모든 용기의 수위를 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다. 센서는 서로 2-3mm 거리에 위치한 두 개의 스테인레스 전극으로 구성됩니다.
물이 센서에 닿자마자 저항이 감소하고 TL431 칩은 저항 R1 및 R2를 통해 선형 작동 모드로 들어갑니다. 이와 관련하여 이미터의 공진 주파수에서 자체 생성이 나타나고 소리 신호가 들립니다.
TL431용 계산기
계산을 더 쉽게 하려면 계산기를 사용할 수 있습니다.
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TL431은 가장 널리 생산되는 집적 회로 중 하나이며, 1978년 출시 이후 TL431은 컴퓨터, 노트북, TV, 비디오 오디오 장비 및 기타 가전 제품의 대부분의 전원 공급 장치에 설치되었습니다.
TL431은 정밀하게 프로그래밍 가능한 전압 레퍼런스입니다. 이러한 인기는 저렴한 비용, 높은 정확성 및 다양성 때문입니다.
TL431의 작동 원리는 블록 다이어그램에서 쉽게 이해할 수 있습니다. 소스 입력의 전압이 기준 전압 Vref보다 낮으면 연산 증폭기의 출력이 각각 저전압이고 트랜지스터가 닫힙니다. 전류는 음극에서 양극으로 흐르지 않습니다 (보다 정확하게는 1mA를 초과하지 않습니다). 입력 전압이 Vref를 초과하면 연산 증폭기가 트랜지스터를 열고 전류가 음극에서 양극으로 흐르기 시작합니다.
TL431은 고대 TO-92부터 최신 SOT-23까지 다양한 패키지로 제공됩니다.
TL431에는 KR142EN19A라는 국내 아날로그도 있습니다.
TL431의 주요 기술적 특성:
- 양극-음극 전압: 2.5~36V;
- 양극-음극 전류: 1~100mA(안정적인 작동이 필요한 경우 5mA 미만의 전류를 허용해서는 안 됩니다)
TL431 전압 레퍼런스의 정확도는 지정의 6번째 문자에 따라 달라집니다.
- 편지 없이 - 2%;
- 문자 A - 1%;
- 문자 B - 0.5%.
TL431은 광범위한 전압에서 작동할 수 있지만 전류 용량은 100mA에 불과하고 그렇게 높지 않으며 이러한 경우에 소비되는 전력은 수백 마일 와트를 초과하지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 보다 심각한 전류를 얻으려면 통합된 제너 다이오드를 기준 전압 소스로 사용하여 조절 기능을 강력한 트랜지스터에 맡겨야 합니다.
보상 전압 안정기
TL431의 보상 안정기 원리는 기존 제너 다이오드와 동일합니다. 입력과 출력 간의 전압 차이는 강력한 바이폴라 트랜지스터에 의해 보상됩니다. 그러나 안정화 장치의 출력에서 피드백을 가져오기 때문에 안정화 정확도가 더 높습니다. 저항 R1은 최소 전류 5mA에 대해 계산되어야 하며, R2 및 R3은 파라메트릭 안정기와 동일한 방식으로 계산됩니다.
단위 및 수십 암페어 수준의 전류를 안정화하려면 보상 안정기의 트랜지스터 하나만으로는 충분하지 않으며 중간 증폭기 단계가 필요합니다. 두 트랜지스터 모두 이미터 팔로워 회로에 따라 작동합니다. 전류는 증가하지만 전압은 증가하지 않습니다.
그림은 TL431의 보상 안정기의 실제 회로를 보여줍니다. 여기에 새로운 구성 요소가 나타납니다. 저항 R2는 VT1의 기본 전류(예: 330Ω)를 제한하고, 저항 R3은 VT2의 역방향 컬렉터 전류(특히 VT2)(예: 4.7kOhm ) 및 커패시터 C1을 가열할 때 중요 - 고주파수(예: 0.01μF)에서 안정기의 안정성을 높입니다.
TL431의 전류 안정기
다음 회로는 열적으로 안정적인 전류 안정기입니다. 저항 R2는 피드백을 이용하여 2.5V의 전압을 유지하는 일종의 션트이므로 콜렉터 전류에 비해 베이스 전류를 무시하면 부하 전류 In = 2.5/R2가 된다. 값이 옴 단위로 대체되면 전류는 암페어 단위가 되고, 킬로 옴 단위로 대체되면 전류는 마일 암페어 단위가 됩니다.
타임 릴레이
TL431은 전압 레퍼런스 소스뿐만 아니라 다른 많은 애플리케이션에서도 사용됩니다. 예를 들어, TL431의 입력 전류가 2-4μA이기 때문에 이 미세 회로를 기반으로 시간 릴레이를 구축할 수 있습니다. 접점 S1이 열리면 C1이 R1을 통해 천천히 충전되기 시작하고 TL431의 입력이 2.5V에 도달하면 출력 트랜지스터 DA1이 열리고 PC817 옵토 커플러의 LED를 통해 전류가 흐르기 시작하고 이에 따라 포토 트랜지스터가 외부 회로를 열고 닫습니다.
이 회로에서 저항 R2는 옵토커플러와 안정기를 통과하는 전류(예: 680Ω)를 제한하고, R3은 TL431의 자체 전류(예: 2kΩ)에서 LED가 점화되는 것을 방지하는 데 필요합니다.
간단한 리튬 배터리 충전기.
충전기와 전원 공급 장치의 주요 차이점은 충전 전류의 명확한 제한입니다. 다음 회로에는 두 가지 제한 모드가 있습니다.
- 현재;
- 전압으로;
출력 전압이 4.2V 미만이면 출력 전류가 제한되고, 전압이 4.2V에 도달하면 전압이 제한되기 시작하고 충전 전류가 감소합니다.
다음 다이어그램에서 전류 제한은 트랜지스터 VT1, VT2 및 저항 R1-R3에 의해 수행됩니다. 저항 R1은 션트 기능을 수행하며 저항의 전압이 0.6V(개방 임계값 VT1)를 초과하면 트랜지스터 VT1이 트랜지스터 VT2를 열고 닫습니다. 이로 인해 VT3 베이스의 전압이 떨어지고 닫히기 시작하여 결과적으로 출력 전압이 감소하고 이로 인해 출력 전류가 감소합니다. 이것이 현재 피드백과 안정화가 작동하는 방식입니다. 전압이 4.2V 수준에 도달하면 DA1이 작동하기 시작하고 충전기 출력의 전압을 제한합니다.
이제 회로 구성 요소 값 목록은 다음과 같습니다.
- DA1 – TL431C;
- R1 - 2.2옴;
- R2 - 470옴;
- R3 – 100kΩ;
- R4 – 15kΩ;
- R5 – 22kΩ;
- R6 – 680 Ohm (출력 전압 조정에 필요)
- VT1, VT2 – BC857B;
- VT3 – BCP68-25;
- VT4 – BSS138.
TL431 작동 원리와 매우 간단한 테스트. 제가 이 주제를 다시 언급한 것은 아무것도 아닙니다. 이것은 가장 대량 생산된 집적 회로 중 하나입니다.
1978년부터 생산이 시작되었습니다. TV, 튜너, DVD 및 기타 오디오-비디오 장비에 다양한 스위칭 전원 공급 장치를 사용할 때 큰 인기를 얻었습니다. 또한 매우 인기 있는 무선 구성 요소인 광커플러와 함께 작동하는 경우가 많습니다.
정보를 귀로 이해하는 것이 더 쉽다고 생각하는 독자들은 페이지 맨 아래에 있는 비디오를 시청하는 것이 좋습니다.
Tl431은 정밀 제어 전압 레퍼런스입니다.
매우 저렴한 비용과 높은 신뢰성 및 정확성으로 인해 인기를 얻었습니다. 작동 원리는 블록 다이어그램을 통해 이해하기 매우 간단합니다.
소스 입력의 전압이 기준 전압보다 낮으면 연산 증폭기의 출력은 각각 저전압이고 트랜지스터는 닫히고 전류는 음극에서 양극으로 흐르지 않습니다(더 정확하게는 매우 작으며 1밀리암페어를 초과하지 않습니다.)
TL431 등가 회로
이 마이크로 회로의 등가 회로는 일반 제너 다이오드로 표현할 수 있으며, 안정화 전압은 아래 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
가장 간단한 유형의 안정 장치 중 하나는 파라메트릭입니다.
파라메트릭: 이 안정기는 가파른 정도가 큰 장치의 전류-전압 특성 섹션을 사용합니다(Wikipedia). tl431 칩에서도 만들 수 있습니다.
이를 위해서는 세 개의 저항만 필요하며 그 중 두 개는 마이크로 회로의 입력을 제어하고 출력 전압을 프로그래밍합니다. 출력 전압은 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다 Uout=Vref(1 + R1/R2). 여기서 Vref=2.5V
R1=R2(Uout/Vref – 1).
저항 R1 및 R2 외에도 회로에는 저항 R3도 포함되어 있으며, 단순한 제너 다이오드와 마찬가지로 그 목적은 전류 제한기입니다.
TL431의 주요 기술적 특성:
양극-음극 전압: 2.5~36V;
양극-음극 전류: 1~100mA(안정적인 작동이 필요한 경우 5mA 미만의 전류를 허용해서는 안 됩니다)
보상 전압 안정기
보상형: 피드백이 있습니다.
여기에서는 안정기 출력의 전압을 기준 전압과 비교하고 그 차이로 조절 요소에 대한 제어 신호가 형성됩니다.
하나의 트랜지스터의 안정화 전류를 높이는 것이 불충분해지면 중간 증폭기 단계가 필요합니다.
이제 구성 요소의 목적을 간략하게 설명합니다. 저항 R2는 트랜지스터 vt1의 베이스에 대한 전류 제한기이며 300~400Ω에서 사용할 수 있습니다. 저항 R3은 트랜지스터 vt2의 역방향 콜렉터 전류를 보상하며 4.7kOhm 저항을 사용할 수 있습니다. 커패시터 C1은 고주파수에서 안정기의 안정성을 증가시키며 0.01μF를 사용할 수 있습니다.
TL431의 전류 안정기
tl431 칩에서는 열적으로 안정적인 전류 안정기를 조립해야 합니다.
저항 R2와 트랜지스터 vt1은 피드백을 사용하여 2.5V의 전압이 유지되는 일종의 션트입니다. 안정화 전류는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. IN=2.5/R2.
TL431의 전압 증가 표시기
전압이 지정된 임계값을 초과하면 LED가 켜지기 시작합니다. 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
R2 = 2.5 x Rl/(Uз - 2.5)
TL431의 전압 변경 표시기
여기에서는 전압이 초과되었는지 아니면 반대로 지정된 임계값 아래로 떨어졌는지에 따라 LED가 켜집니다.
센서 연결
센서는 디바이더 암 중 하나로 스태빌라이저의 제어 접점에 연결됩니다.
TL431을 확인하는 간단한 방법 중 하나
음극과 제어 전극을 단락시켜야 합니다.
일반 2.5V 제너 다이오드처럼 표시되어야 합니다. 이를 위해 중국 테스터를 사용할 수 있습니다. 하나는 일반 바보처럼 보이고 다른 하나는 2.5V의 제너 다이오드처럼 두 개의 카운터 다이오드로 표시됩니다.
tl 431 전자 부품은 1978년부터 대량 생산이 시작된 집적 회로 중 하나입니다. 이는 대부분의 컴퓨터 전원 공급 장치, TV 및 기타 가전 제품에서 정밀 프로그래밍 가능 전압 기준으로 널리 사용됩니다. 실제로 여러 tl431 스위칭 방식이 개발되었습니다.
전자소자장치
마이크로 회로는 하우징, 연산 증폭기(op-amp), 출력 트랜지스터(tl431) 및 기준 전압원과 같은 요소로 구성된 단순한 디자인을 가지고 있습니다. 이 마이크로 회로의 특징은 제너 다이오드의 기능을 수행한다는 것입니다.
연산 증폭기의 역입력(-)과 트랜지스터의 에미터, 두 개의 공통점을 이용하여 접지에 안정성이 높은 2.5V 기준 전압원을 연결하고 기준압력에는 실리콘 다이오드도 포함한다. 회로. 역전류 발생을 방지하고 극성 반전을 방지하도록 설계되었습니다. 직접 입력 ®은 다른 보드로부터 신호를 수신하고 앰프에 전원을 공급하도록 설계되었습니다. 다이오드를 통해 공통 지점을 통해 트랜지스터의 컬렉터에 연결됩니다. 연산 증폭기의 출력은 트랜지스터의 베이스에 연결됩니다.
이 시리즈의 마이크로 회로에 사용되는 트랜지스터는 최대 0.1A 및 36V의 부하를 견딜 수 있다는 점을 기억해야 합니다.
작동 원리
마이크로 회로의 작동은 기준 전압을 초과하는 연산 증폭기의 직접 입력에 적용되는 전압의 원리에 기반합니다. U(직접 입력 전압)가 Vref(출력 기준 전압)보다 작거나 같으면 비슷한 저전압이 발생하여 트랜지스터가 열리지 않고 양극-음극 회로를 통해 전류가 흐르지 않습니다. U가 연산 증폭기 출력에서 Vref를 초과하면 트랜지스터를 열고 전류가 음극에서 양극으로 흘러 칩이 작동하도록 하는 전압이 생성됩니다.
핀아웃 tl341
TL 341은 3핀 마이크로회로입니다. 각 다리에는 1 - 기준(출력), 2 - 양극(양극) 및 3 - 음극(음극)이라는 고유한 이름이 있습니다.
실제로 핀아웃은 제조업체가 제품을 제조할 때 선택한 하우징 유형에 따라 달라집니다. TL431은 고대 TO-92부터 최신 SOT-23까지 다양한 패키지로 제공됩니다. 하우징 유형에 따른 tl431 핀아웃은 그림 3에 나와 있습니다.
국내에서 생산된 tl431의 유사품은 KR142EN19A 및 K1156ER5T 마이크로 회로입니다. 외국 유사품은 다음과 같습니다.
- KA431AZ;
- KIA431;
- HA17431VP;
- IR9431N;
- AME431BxxxxBZ;
- AS431A1D;
- LM431BCM.
명세서
tl 341 마이크로 회로의 주요 기술적 특성은 다음과 같습니다.
특성으로 볼 때 마이크로 회로는 상당히 넓은 전압 범위에서 사용할 수 있지만 전류 전달 용량은 매우 작습니다. 더 심각한 것을 얻으려면 출력 매개 변수를 조절하는 강력한 트랜지스터가 음극 회로에 연결됩니다.
연결 방식
tl 431 마이크로 회로는 통합형 제너 다이오드입니다. 세 가지 스위칭 방식이 있습니다.
- 2.48V에서 (1);
- 3.3V에서 (2);
- 14V에서.
옵션 1: 2.48V 회로.
2.48V 제너 다이오드 스위칭 회로에는 단일 스테이지 컨버터가 장착되어 있습니다. 이러한 시스템의 평균 작동 전류는 5.3A입니다. 두 개의 병렬 연결된 저항(2.4 및 2.26kOhm)으로 구성된 회로가 ref 핀(기준 전압 회로)에 장착됩니다. 이 저항에는 미리 5V의 전압이 공급되며 회로를 통과한 후 2.48로 변합니다.
제너 다이오드의 감도를 높이기 위해 주로 정전 용량이 3pF(피코패럿) 미만인 쌍극자 유형의 다양한 변조기가 사용됩니다. 제너 다이오드는 음극에 연결됩니다.
옵션 2: 3.3V 연결 회로.
3.3V 회로는 또한 단일 스테이지 컨버터와 음극에 연결된 1K 저항을 사용합니다. 저항 앞에는 외부 3V 전원이 배치되어 있고 접지에 연결된 용량 10nF의 커패시터가 핀(ref)에 연결되어 있다. 이러한 회로에서는 양극이 접지에 직접 배치되고 음극과 입력 회로는 두 개의 공통 지점으로 연결됩니다.
이 연결 방식의 문제점은 단락(단락) 가능성이 높다는 것입니다. 단락 위험을 줄이기 위해 제너 다이오드 뒤에 퓨즈가 설치됩니다.
신호를 증폭하기 위해 특수 필터가 출력에 연결됩니다. 이러한 연결회로에서는 평균 전압과 전류가 5V/3.5A이고, 안정화 정확도는 3% 미만이다. 제너 다이오드는 벡터 어댑터를 통해 연결되므로 공진형 트랜지스터를 선택해야 하며, 평균 변조기 커패시턴스는 4.2pF가 되어야 합니다. 트리거를 사용하여 전류 전도를 높일 수 있습니다.
독립 칩 기반 장치
이 칩은 텔레비전과 컴퓨터의 전원 공급 장치에 사용됩니다. 그러나 이를 바탕으로 독립적인 전기 회로를 만드는 것이 가능하며 그 중 일부는 다음과 같습니다.
- 현재 안정제;
- 소리 표시기.
전류 안정 장치
전류 안정기는 tl 341 마이크로 회로에 구현할 수 있는 가장 간단한 회로 중 하나입니다. 이는 다음 요소로 구성됩니다.
- 전원 공급 장치;
- 공통 지점을 통해 + 전력선에 연결된 저항 R 1;
- 션트 저항 R 2 k - 전력선;
- 이미터가 저항 R 2를 통해 - 라인에 연결되고, 콜렉터가 - 라인의 출력에 연결되고, 베이스가 마이크로 회로의 음극에 공통 지점으로 연결되는 트랜지스터;
- tl 341 마이크로 회로, 양극은 공통 전류를 사용하여 - 라인에 연결되고 ref 핀은 공통 지점을 사용하여 트랜지스터의 이미 터 회로에 연결됩니다.
이 회로의 주요 역할은 피드백으로 인해 전압 값을 2.5V로 설정하는 션트 저항기 R2에 의해 수행됩니다. 이로 인해 출력 전류는 I = 2.5/R2 형식을 취합니다.
소리 표시기
tl 341을 기반으로 한 사운드 표시기는 그림 5에 표시된 간단한 회로입니다.
이 소리 표시기는 컨테이너의 수위를 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다. 센서는 스테인레스 스틸로 만들어진 두 개의 출력 전극이 있는 하우징의 전자 회로이며, 그 중 하나는 다른 것보다 20mm 더 높습니다.
센서 리드가 물과 접촉하는 순간 저항이 감소하고 tl 341이 저항 R 1 및 R 2를 통해 선형 모드로 전환됩니다. 이는 공진 주파수에서 자동 생성이 나타나고 오디오 신호가 형성되는 데 기여합니다. .
멀티미터를 사용하여 기능 확인
많은 사람들이 멀티미터를 사용하여 tl431을 확인하는 방법에 대해 질문합니다. 대답은 tl341 칩이나 그 수정 tl431a를 확인할 수 있을 만큼 간단합니다. 다음을 수행해야 합니다.
- 칩과 키를 사용하여 간단한 테스트 회로를 구축해 보세요.
- 스위치 회로를 닫고 측정을 수행합니다. 멀티미터에는 2.5V의 기준 전압 값이 표시되어야 합니다.
- 회로를 열고 측정합니다. 미터 디스플레이에 5V가 표시되어야 합니다.
