Stabilizatorul integrat TL431 este folosit de obicei la sursele de alimentare. Dar puteți alege în continuare multe domenii de utilizare pentru el. Vom descrie câteva dintre aceste circuite în acest articol și, de asemenea, vom vorbi despre dispozitive utile și simple realizate folosind cipul TL431. Dar, în acest caz, nu este nevoie să fii intimidat de termenul „microcircuit”; are doar trei ieșiri și, în aparență, este similar cu un simplu tranzistor de putere redusă TO90.
Ce este cipul TL431?
Se întâmplă că toți inginerii electronici cunosc numerele magice TL431, analoge cu 494. Ce este?
Compania de instrumente din Texas a fost la originile dezvoltării semiconductoarelor. Ei au fost întotdeauna pe primul loc în producția de componente electronice, rămânând constant în primii zece lideri mondiali. Primul circuit integrat a fost dezvoltat în 1958 de un angajat al acestei companii, Jack Kilby.
Astăzi, TI produce o gamă largă de microcircuite, numele lor încep cu literele SN și TL. Acestea sunt, respectiv, microcircuite logice și analogice care au intrat pentru totdeauna în istoria întreprinderii TI și sunt încă utilizate pe scară largă.
Printre favoritele din lista de microcircuite „magice” cel mai probabil ar trebui să includeți un integrat stabilizator TL431. Există 10 tranzistoare instalate în pachetul cu 3 ieșiri al acestui microcircuit, iar funcția pe care o îndeplinește este identică cu o simplă diodă zener (dioda Zenner).
Dar datorită acestei complicații, microcircuitul are o abruptitate crescută a caracteristicilor și o stabilitate termică mai mare. Caracteristica sa principală este că, cu ajutorul unui divizor extern, tensiunea de stabilizare poate fi modificată în intervalul 2,6…32 Volți. În TL431 modern, analogul pragului inferior are 1,25 volți.
Analogul TL431 a fost dezvoltat de inginerul Barney Holland când copia un circuit stabilizator de la o altă companie. La noi s-ar spune ruperea, nu copierea. Și Holland a împrumutat o sursă de tensiune de referință din circuitul original și, pe această bază, a dezvoltat un cip stabilizator separat. La început a fost numit TL430, iar după anumite modificări a devenit cunoscut sub numele de TL431.
A trecut mult timp de atunci, dar astăzi nu există o singură sursă de alimentare pentru un computer în care să nu fie instalată. Circuitul și-a găsit, de asemenea, aplicație în aproape toate sursele de alimentare cu comutare de putere redusă. Una dintre aceste surse se găsește în fiecare casă astăzi - un încărcător pentru telefoane mobile. Nu se poate decât invidia această longevitate.
Holland a dezvoltat, de asemenea, circuitul nu mai puțin faimos și încă solicitat TL494. Acest controler PWM cu dublă frecvență, pe baza cărora sunt realizate multe tipuri de surse de alimentare. Prin urmare, numărul 494 este, de asemenea, considerat „magic”. Dar să trecem la a privi diferite produse bazate pe TL431.
Alarme și indicatoare
Circuitele analogice TL431 pot fi utilizate nu numai în scopul propus ca diode Zener în sursele de alimentare. Pe baza acestui cip, este posibil să se creeze diverse alarme sonore și indicatori de iluminare. Aceste dispozitive pot fi utilizate pentru a verifica mulți parametri diferiți.
Pentru început, asta tensiune normală de tensiune. Dacă o cantitate fizică este reprezentată ca tensiune folosind senzori, atunci puteți crea echipamente care controlează, de exemplu:
- umiditatea și temperatura;
- nivelul apei din rezervor;
- presiune de gaz sau lichid;
- iluminare
Principiul de funcționare al acestei alarme se bazează pe faptul că atunci când tensiunea de pe electrodul de control al diodei zener DA1 (ieșirea 1) este mai mică de 2,6 volți, dioda zener este închisă, trece doar un curent scăzut prin ea, de obicei nu mai mult de 0,20...0,30 mA. Dar acest curent este suficient pentru ca dioda HL1 să strălucească slab. Pentru a preveni producerea acestui fenomen, puteți conecta un rezistor cu o rezistență paralelă cu dioda aproximativ 1…2 KOhm.
Dacă tensiunea la electrodul de control este mai mare de 2,6 volți, dioda zener se va deschide și dioda HL1 se va aprinde. Limitarea de tensiune necesară prin dioda Zener DA1 și dioda HL1 este creată de R3. Cel mai mare curent al diodei zener este de 100 mA, în timp ce dioda HL1 are același parametru de doar 22 mA. Din această condiție poate fi calculată rezistența rezistorului R3. Mai exact, rezistența se calculează folosind formula de mai jos.
R3=(Upit – Uhl - Uda) / Ihl, unde:
- Uda – curent pe un cip deschis (de obicei 2 Volți);
- Uhl – căderea curentului continuu prin diodă;
- Upit – curent de alimentare;
- Ihl – tensiunea diodei (în domeniul 4...12 mA).
De asemenea, trebuie să rețineți că cea mai mare tensiune pentru TL431 este de numai 36 de volți. Acest parametru nu trebuie depășit.
Nivel de alarma
Curentul la electrodul de control atunci când dioda HL1 (Uз) pornește este setat de separatorul R1, R2. Caracteristicile separatorului sunt determinate de formula:
R2=2,5хR1/(Uз – 2,5)
Pentru a regla pragul de comutare cât mai precis posibil, puteți înlocui rezistența R2 cu un trimmer, cu un indicator de 1,5 ori mai mare decât cel calculat. Apoi, când reglarea este finalizată, poate fi înlocuită cu un rezistor constant, rezistența sa ar trebui să fie egală cu rezistența părții instalate a mașinii de tuns.
Cum se verifică circuitul de comutare TL431? Pentru a monitoriza mai multe niveluri de curent, vor fi necesare 3 dintre aceste alarme, fiecare dintre ele fiind reglată la o anumită tensiune. În acest fel puteți face o întreagă linie de scale și indicatori.
Pentru a alimenta circuitul de indicare, care constă din rezistența R3 și dioda HL1, puteți utiliza o sursă de alimentare separată, chiar nestabilizată. În acest caz, curentul controlat este furnizat la ieșirea superioară a rezistorului R1 din circuit, care trebuie deconectat de la rezistorul R3. Cu această conexiune, curentul controlat poate fi în intervalul de la 3 la zeci de volți.
Diferența dintre acest circuit și cel anterior este că dioda este conectată diferit. Această conexiune se numește inversă, deoarece dioda se aprinde numai dacă circuitul este închis. În cazul în care curentul controlat depășește pragul specificat de separatorul R1, R2, circuitul este deschis, iar curentul trece prin rezistența R3 și iese 3 - 2 ale microcircuitului.
În diagramă, în acest caz, tensiunea scade la 2 volți, ceea ce nu este suficient pentru a porni LED-ul. Pentru a vă asigura că dioda nu pornește, două diode sunt instalate în serie cu aceasta.
Dacă curentul controlat este mai mic decât cel stabilit de separatorul R1, circuitul R2 se va închide, curentul la ieșire va fi semnificativ mai mare de 2 volți, deoarece dioda HL1 se va aprinde.
Dacă trebuie doar să monitorizați schimbarea curentului, atunci indicatorul poate fi realizat conform diagramei.
Acest indicator folosește o diodă HL1 cu 2 culori. Dacă curentul monitorizat depășește valoarea setată, dioda roșie se aprinde, iar dacă curentul este mai mic, atunci dioda verde se aprinde. Dacă tensiunea este situată în apropierea acestui prag, ambele LED-uri se sting, deoarece poziția de transfer a diodei zener are o anumită pantă.
Dacă trebuie să urmăriți o modificare a unei cantități fizice, atunci R2 este înlocuit cu un senzor care modifică rezistența sub influența mediului.
În mod convențional, diagrama conține mai mulți senzori simultan. Dacă este un fototranzistor, atunci va exista un releu foto. Atâta timp cât există suficientă lumină, fototranzistorul este deschis și rezistența sa este scăzută. Prin urmare, curentul la ieșirea de control DA1 sub prag, ca urmare a acestui fapt dioda nu se aprinde.
Pe măsură ce lumina scade, rezistența fototranzistorului crește, aceasta duce la o creștere a tensiunii la ieșirea de control DA1. Dacă această tensiune este mai mare decât pragul (2,5 volți), atunci dioda zener se deschide și dioda se aprinde.
Dacă conectați un termistor, în loc de un fototranzistor, la intrarea unui microcircuit, de exemplu, seria MMT, atunci va apărea un indicator de temperatură: când temperatura scade, dioda se va aprinde.
În orice caz, pragul de răspuns este setat folosind rezistența R1.
Pe lângă indicatoarele luminoase descrise, se poate realiza și un indicator de sunet pe baza analogului TL431. Pentru a controla apa, de exemplu, într-o baie, un senzor format din două plăci de oțel inoxidabil, care sunt situate la o distanță de câțiva milimetri una de cealaltă, este conectat la circuit.
Dacă apa ajunge la senzor, rezistența acestuia scade, iar microcircuitul, cu ajutorul R1, R2, intră în modul liniar. Deci, are loc autogenerarea la frecvenţa de rezonanţă NA1, în acest caz se va auzi un bip.
Pentru a rezuma, aș dori să spun că principala zonă de utilizare a cipul TL434 este, desigur, sursele de alimentare. Dar, după cum puteți vedea, capacitățile microcircuitului nu sunt absolut limitate doar la această funcție și multe dispozitive pot fi asamblate.
Chip TL431- Aceasta este o diodă zener reglabilă. Folosit ca sursă de tensiune de referință în diferite circuite de alimentare.
Specificații TL431
- tensiune de ieșire: 2,5…36 volți;
- impedanța de ieșire: 0,2 Ohm;
- curent direct: 1…100 mA;
- eroare: 0,5%, 1%, 2%;
TL431 are trei terminale: catod, anod, intrare.
Analogii TL431
Analogii domestici ai TL431 sunt:
- KR142EN19A
- K1156ER5T
Analogii străini includ:
- KA431AZ
- KIA431
- HA17431VP
- IR9431N
- AME431BxxxxBZ
- AS431A1D
- LM431BCM
Scheme de conectare TL431
Microcircuitul cu diode zener TL431 poate fi folosit nu numai în circuitele de alimentare. Pe baza TL431, puteți proiecta tot felul de dispozitive de semnalizare luminoasă și sonoră. Cu ajutorul unor astfel de modele este posibil să controlați mulți parametri diferiți. Cel mai de bază parametru este controlul tensiunii.
Prin transformarea unui indicator fizic într-un indicator de tensiune folosind diverși senzori, este posibil să se realizeze un dispozitiv care monitorizează, de exemplu, temperatura, umiditatea, nivelul lichidului într-un recipient, gradul de iluminare, presiunea gazului și a lichidului. Vă prezentăm mai jos câteva circuite pentru conectarea diodei zener controlate TL431.
Acest circuit este un stabilizator de curent. Rezistorul R2 acționează ca un șunt, pe care se stabilește o tensiune de 2,5 volți datorită feedback-ului. Ca urmare a acestui fapt, obținem un curent continuu la ieșire egal cu I=2,5/R2.
Indicator de supratensiune
Funcționarea acestui indicator este organizată astfel încât atunci când potențialul la contactul de comandă TL431 (pin 1) este mai mic de 2,5 V, dioda zener TL431 este blocată, trece doar un curent mic, de obicei mai mic de 0,4 mA. . Deoarece această valoare de curent este suficientă pentru ca LED-ul să se aprindă, pentru a evita acest lucru, trebuie doar să conectați o rezistență de 2...3 kOhm în paralel cu LED-ul.
Dacă potențialul furnizat pinului de control depășește 2,5 V, cipul TL431 se va deschide și HL1 va începe să se aprindă. Rezistența R3 creează limitarea dorită a curentului care circulă prin HL1 și dioda zener TL431. Curentul maxim care trece prin dioda zener TL431 este de aproximativ 100 mA. Dar curentul maxim admisibil al LED-ului este de numai 20 mA. Prin urmare, este necesar să adăugați un rezistor de limitare a curentului R3 la circuitul LED. Rezistența sa poate fi calculată folosind formula:
R3 = (Upit. – Uh1 – Uda)/Ih1
unde Upit. - Tensiunea de alimentare; Uh1 – căderea de tensiune pe LED; Uda – tensiune pe TL431 deschis (circa 2 V); Ih1 – curent necesar pentru LED (5...15mA). De asemenea, este necesar să ne amintim că pentru dioda zener TL431 tensiunea maximă admisă este de 36 V.
Mărimea tensiunii Uz la care se declanșează alarma (LED-ul se aprinde) este determinată de divizorul între rezistențele R1 și R2. Parametrii săi pot fi calculați folosind formula:
R2 = 2,5 x Rl/(Uз - 2,5)
Dacă trebuie să setați cu precizie nivelul de răspuns, atunci trebuie să instalați un rezistor de tăiere cu o rezistență mai mare în locul rezistenței R2. După finalizarea reglajului fin, acest trimmer poate fi înlocuit cu unul permanent.
Uneori este necesar să se verifice mai multe valori de tensiune. În acest caz, veți avea nevoie de mai multe dispozitive de semnalizare similare pe TL431 configurate pentru propria lor tensiune.
Verificarea funcționalității TL431
Folosind circuitul de mai sus, puteți verifica TL431 prin înlocuirea R1 și R2 cu un rezistor variabil de 100 kOhm. Dacă prin rotirea cursorului de rezistență variabilă LED-ul se aprinde, atunci TL431 funcționează.
Indicator de joasă tensiune
Diferența dintre acest circuit și cel anterior este că LED-ul este conectat diferit. Această conexiune se numește inversă, deoarece LED-ul se aprinde numai atunci când cipul TL431 este blocat.
Dacă valoarea tensiunii monitorizate depășește nivelul determinat de divizorul Rl și R2, cipul TL431 se deschide și curentul trece prin rezistența R3 și pinii 3-2 ai cipul TL431. În acest moment, există o cădere de tensiune pe microcircuit de aproximativ 2V și în mod clar nu este suficient să aprindeți LED-ul. Pentru a preveni complet arderea LED-ului, 2 diode sunt incluse în plus în circuitul său.
În momentul în care valoarea studiată este mai mică decât pragul determinat de divizorul Rl și R2, microcircuitul TL431 se va închide, iar potențialul la ieșire va fi semnificativ mai mare de 2V, drept urmare LED-ul HL1 se va aprinde sus.
Indicator de schimbare a tensiunii
Dacă trebuie să monitorizați doar schimbările de tensiune, dispozitivul va arăta astfel:
Acest circuit folosește un LED bicolor HL1. Dacă potențialul este sub pragul stabilit de divizorul R1 și R2, atunci LED-ul se aprinde în verde, dar dacă este peste valoarea de prag, atunci LED-ul se aprinde în roșu. Dacă LED-ul nu se aprinde deloc, înseamnă că tensiunea controlată este la nivelul pragului specificat (0,05...0,1V).
Lucrul cu senzori TL431
Dacă este necesară monitorizarea modificărilor în orice proces fizic, atunci în acest caz rezistența R2 trebuie schimbată la un senzor caracterizat printr-o modificare a rezistenței datorată influenței externe.
Un exemplu de astfel de modul este dat mai jos. Pentru a rezuma principiul de funcționare, în această diagramă sunt prezentați diverși senzori. De exemplu, dacă îl folosești ca senzor, vei ajunge cu un releu foto care răspunde la gradul de iluminare. Atâta timp cât iluminarea este mare, rezistența fototranzistorului este scăzută.
Ca urmare, tensiunea la contactul de control TL431 este sub nivelul specificat, motiv pentru care LED-ul nu se aprinde. Pe măsură ce iluminarea scade, rezistența fototranzistorului crește. Din acest motiv, potențialul la contactul de control al diodei zener TL431 crește. Când pragul de răspuns (2,5V) este depășit, HL1 se aprinde.
Acest circuit poate fi folosit ca senzor de umiditate a solului. În acest caz, în loc de un fototranzistor, trebuie să conectați doi electrozi inoxidabil, care sunt blocați în pământ la o distanță mică unul de celălalt. După ce pământul se usucă, rezistența dintre electrozi crește și acest lucru face ca cipul TL431 să funcționeze și LED-ul se aprinde.
Dacă utilizați un termistor ca senzor, puteți face un termostat din acest circuit. Nivelul de răspuns al circuitului în toate cazurile este stabilit de rezistența R1.
TL431 în circuit cu indicație sonoră
Pe lângă dispozitivele de iluminare de mai sus, puteți face și un indicator de sunet pe cipul TL431. O diagramă a unui astfel de dispozitiv este prezentată mai jos.
Această alarmă sonoră poate fi utilizată pentru a monitoriza nivelul apei din orice recipient. Senzorul este format din doi electrozi inoxidabil situati la o distanta de 2-3 mm unul de celalalt.
De îndată ce apa atinge senzorul, rezistența acestuia va scădea, iar cipul TL431 va intra în modul de funcționare liniar prin rezistențele R1 și R2. În acest sens, autogenerarea apare la frecvența de rezonanță a emițătorului și se va auzi un semnal sonor.
Calculator pentru TL431
Pentru a ușura calculele, puteți folosi un calculator:
(103,4 Kb, descărcări: 21.590)
(702,6 Kb, descărcări: 14.618)
TL431 este unul dintre circuitele integrate cele mai produse pe scară largă; de la lansarea sa în 1978, TL431 a fost instalat în majoritatea surselor de alimentare pentru computere, laptopuri, televizoare, echipamente video-audio și alte electronice de larg consum.
TL431 este o referință de tensiune programabilă de precizie. Această popularitate se datorează costului scăzut, preciziei ridicate și versatilității.
Principiul de funcționare al TL431 este ușor de înțeles din schema bloc: dacă tensiunea la intrarea sursei este mai mică decât tensiunea de referință Vref, atunci ieșirea amplificatorului operațional este de joasă tensiune, respectiv tranzistorul este închis. iar curentul nu trece de la catod la anod (mai precis, nu depășește 1 mA). Dacă tensiunea de intrare depășește Vref, amplificatorul operațional va deschide tranzistorul și curentul va începe să curgă de la catod la anod.
TL431 vine într-o mare varietate de pachete, de la vechiul TO-92 la modernul SOT-23.
TL431 are și un analog intern: KR142EN19A.
Principalele caracteristici tehnice ale TL431:
- tensiune anod-catod: 2,5…36 volți;
- curent anod-catod: 1...100 mA (dacă aveți nevoie de funcționare stabilă, atunci nu trebuie să permiteți un curent mai mic de 5 mA);
Precizia referinței de tensiune TL431 depinde de a șasea literă din denumire:
- fără o scrisoare - 2%;
- litera A - 1%;
- litera B - 0,5%.
Se poate observa că TL431 poate funcționa într-o gamă largă de tensiuni, dar capacitatea de curent nu este atât de mare, doar 100 mA, iar puterea disipată de astfel de cazuri nu depășește sute de mile de wați. Pentru a obține curenți mai serioși, dioda zener integrată ar trebui folosită ca sursă de tensiune de referință, încredințând funcția de reglare unor tranzistori puternici.
stabilizator de tensiune de compensare
Principiul stabilizatorului de compensare pe TL431 este același ca pe o diodă zener convențională: diferența de tensiune dintre intrare și ieșire este compensată de un tranzistor bipolar puternic. Dar precizia stabilizării este mai mare datorită faptului că feedback-ul este preluat de la ieșirea stabilizatorului. Rezistorul R1 trebuie calculat pentru un curent minim de 5 mA, R2 și R3 sunt calculate în același mod ca pentru un stabilizator parametric.
Pentru a stabiliza curenții la nivel de unități și zeci de amperi, un tranzistor într-un stabilizator de compensare nu este suficient; este nevoie de o treaptă intermediară de amplificare. Ambele tranzistoare funcționează în conformitate cu un circuit urmăritor emițător, adică Curentul crește, dar tensiunea nu crește.
Figura prezintă un circuit real al stabilizatorului de compensare pe TL431; noi componente au apărut în el: rezistorul R2 limitează curentul de bază al VT1 (de exemplu, 330 ohmi), rezistorul R3 compensează curentul invers al colectorului VT2 (care este în special important la încălzirea VT2) (de exemplu, 4,7 kOhm ) și condensator C1 - creșterea stabilității stabilizatorului la frecvențe înalte (de exemplu, 0,01 µF).
Stabilizator de curent pe TL431
Următorul circuit este un stabilizator de curent stabil termic. Rezistorul R2 este un fel de șunt pe care se menține o tensiune de 2,5 V folosind feedback.Astfel, dacă neglijăm curentul de bază față de curentul colectorului, obținem curentul de sarcină In = 2,5/R2. Dacă valoarea este înlocuită în ohmi, atunci curentul va fi în amperi, dacă este înlocuit în kilo ohmi, atunci curentul va fi în mile amperi.
Releu de timp
TL431 și-a găsit utilizarea nu numai ca sursă de referință de tensiune, ci și în multe alte aplicații. De exemplu, datorită faptului că curentul de intrare al TL431 este de 2-4 μA, un releu de timp poate fi construit pe baza acestui microcircuit: atunci când contactul S1 se deschide, C1 începe să se încarce încet prin R1 și când tensiunea la intrarea lui TL431 ajunge la 2,5 V, tranzistorul de ieșire DA1 se deschide și prin LED-ul optocuplerului PC817 va începe să curgă curent și, în consecință, fototranzistorul va deschide și închide circuitul extern.
În acest circuit, rezistența R2 limitează curentul prin optocupler și stabilizator (de exemplu, 680 ohmi), R3 este necesar pentru a preveni aprinderea LED-ului de la curentul propriu al TL431 (de exemplu, 2 kOhmi).
Un încărcător simplu de baterie cu litiu.
Principala diferență dintre un încărcător și o sursă de alimentare este o limitare clară a curentului de încărcare. Următorul circuit are două moduri de limitare:
- prin curent;
- prin tensiune;
Atâta timp cât tensiunea de ieșire este mai mică de 4,2 V, curentul de ieșire este limitat; când tensiunea ajunge la 4,2 V, tensiunea începe să fie limitată și curentul de încărcare scade.
În diagrama următoare, limitarea curentului este realizată de tranzistoarele VT1, VT2 și rezistențele R1-R3. Rezistorul R1 îndeplinește funcția de șunt, atunci când tensiunea peste el depășește 0,6 V (pragul de deschidere VT1), tranzistorul VT1 deschide și închide tranzistorul VT2. Din această cauză, tensiunea de la baza VT3 scade, începe să se închidă și, în consecință, tensiunea de ieșire scade, ceea ce duce la o scădere a curentului de ieșire. Acesta este modul în care funcționează feedback-ul actual și stabilizarea. Când tensiunea se apropie de nivelul de 4,2 V, DA1 începe să intre în funcțiune și să limiteze tensiunea la ieșirea încărcătorului.
Și acum o listă de valori ale componentelor circuitului:
- DA1 – TL431C;
- R1 – 2,2 Ohmi;
- R2 – 470 Ohm;
- R3 – 100 kOhm;
- R4 – 15 kOhm;
- R5 – 22 kOhm;
- R6 – 680 Ohm (necesar pentru reglarea tensiunii de ieșire);
- VT1, VT2 – BC857B;
- VT3 – BCP68-25;
- VT4 – BSS138.
Principiul de funcționare TL431 și test foarte simplu. Nu degeaba am adus din nou acest subiect; acesta este unul dintre cele mai produse în serie circuite integrate.
Producția sa a început în 1978. A câștigat o mare popularitate atunci când se utilizează diverse surse de alimentare comutatoare pentru televizoare, tunere, DVD-uri și alte echipamente audio-video. Și funcționează adesea în tandem cu o componentă radio foarte populară - optocupler
Pentru acei cititori cărora le este mai ușor să perceapă informațiile după ureche, vă sfătuiesc să urmăriți videoclipul din partea de jos a paginii.
Tl431 este o referință de tensiune controlată cu precizie.
Și-a câștigat popularitatea datorită costului foarte scăzut și a fiabilității și preciziei ridicate. Principiul funcționării sale este destul de simplu de înțeles din diagrama bloc.
Dacă tensiunea la intrarea sursei este mai mică decât tensiunea de referință, atunci ieșirea amplificatorului operațional este de joasă tensiune, respectiv, tranzistorul este închis și curentul nu curge de la catod la anod (mai precis, este este foarte mic și nu depășește 1 miliamperi).
Circuit echivalent TL431
Circuitul echivalent al acestui microcircuit poate fi reprezentat ca o diodă zener obișnuită, unde tensiunea de stabilizare poate fi calculată folosind formula de mai jos:
Unul dintre cele mai simple tipuri de stabilizatori este parametric.
Parametric: acest stabilizator folosește o secțiune a caracteristicii curent-tensiune a dispozitivului care are o abruptitate mare (Wikipedia). Se poate realiza si pe cipul tl431.
Pentru a face acest lucru, aveți nevoie doar de trei rezistențe, dintre care două vor controla intrarea microcircuitului și, parcă, vor programa tensiunea de ieșire. Tensiunea de ieșire poate fi calculată folosind formula Uout=Vref(1 + R1/R2). în care Vref=2,5V
R1=R2(Uout/Vref – 1).
Pe lângă rezistențele R1 și R2, circuitul conține și rezistența R3; scopul său, ca și pentru o diodă zener simplă, este un limitator de curent.
Principalele caracteristici tehnice ale TL431:
tensiune anod-catod: 2,5…36 volți;
curent anod-catod: 1...100 mA (dacă aveți nevoie de funcționare stabilă, atunci nu trebuie să permiteți un curent mai mic de 5 mA);
Stabilizator de tensiune de compensare
Compensator: are feedback.
În ea, tensiunea de la ieșirea stabilizatorului este comparată cu cea de referință, iar din diferența dintre ele se formează un semnal de control pentru elementul de reglare.
Pentru a crește curenții de stabilizare ai unui tranzistor devin insuficienti, este nevoie de o treaptă intermediară de amplificare.
Acum, pe scurt, scopul componentelor: Rezistorul R2 este un limitator de curent pentru baza tranzistorului vt1, care poate fi utilizat de la 300 la 400 ohmi. Rezistorul R3 compensează curentul de colector invers al tranzistorului vt2; puteți utiliza un rezistor de 4,7 kOhm. Condensatorul C1 crește stabilitatea stabilizatorului la frecvențe înalte; puteți utiliza 0,01 µF.
Stabilizator de curent pe TL431
Pe cipul tl431 trebuie să asamblați un stabilizator de curent stabil termic.
Rezistorul R2 împreună cu tranzistorul vt1 este un fel de șunt pe care se menține o tensiune de 2,5 volți folosind feedback. Curentul de stabilizare poate fi calculat folosind formula In=2,5/R2.
Indicator de creștere a tensiunii pe TL431
LED-ul începe să se aprindă când tensiunea depășește pragul specificat. Care poate fi calculat folosind formula:
R2 = 2,5 x Rl/(Uз - 2,5)
Indicator de schimbare a tensiunii pe TL431
Aici LED-urile se vor aprinde în funcție de dacă tensiunea a depășit sau, dimpotrivă, a scăzut sub pragul specificat.
Conectarea senzorilor
Senzorii sunt conectați ca unul dintre brațele divizoare la contactul de control al stabilizatorului
Una dintre metodele simple de verificare a TL431
trebuie să-i scurtcircuitați catodul și electrodul de control
și ar trebui să arate ca o diodă zener obișnuită de 2,5 volți. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza un tester chinezesc; acesta se va afișa ca două contra-diode, una ca un idiot obișnuit și cealaltă ca o diodă Zener de doi volți și jumătate.
Componenta electronică tl 431 este unul dintre circuitele integrate a căror producție a fost pusă în producție de masă din 1978. Este utilizat pe scară largă în majoritatea surselor de alimentare pentru computere, televizoare și alte aparate electrocasnice ca referință de tensiune programabilă de precizie. În practică, s-au dezvoltat mai multe scheme de comutare tl431.
Dispozitiv element electronic
Microcircuitul are un design simplu format din următoarele elemente: o carcasă, un amplificator operațional (op-amp), un tranzistor de ieșire tl431 și o sursă de tensiune de referință. Particularitatea acestui microcircuit este că îndeplinește funcțiile unei diode zener.
O sursă de tensiune de referință de 2,5 volți, care are stabilitate ridicată, este conectată la intrarea inversă a amplificatorului operațional (-), la emițătorul tranzistorului și la masă folosind două puncte comune; o diodă de siliciu este de asemenea inclusă în presiunea de referință circuit. Este conceput pentru a preveni crearea de curent invers și protejează împotriva inversării polarității. Direct input ® este proiectat să primească semnale de la alte plăci, precum și să alimenteze amplificatorul. Este conectat printr-o diodă la colectorul tranzistorului și printr-un punct comun. Ieșirea amplificatorului operațional este conectată la baza tranzistorului.
Trebuie amintit că tranzistorul utilizat în microcircuitele acestei serii poate rezista la sarcini de până la 0,1 A și 36 V.
Principiul de funcționare
Funcționarea microcircuitului se bazează pe principiul tensiunii aplicate la intrarea directă a amplificatorului operațional care depășește cea de referință. Când U (tensiunea de intrare directă) este mai mică sau egală cu Vref (tensiunea de referință de ieșire), va exista o tensiune joasă similară, din cauza căreia tranzistorul nu se va deschide și nici un curent nu va circula prin circuitul anod-catod. Odată ce U depășește Vref la ieșirea amplificatorului operațional, este generată o tensiune care poate deschide tranzistorul și poate duce la trecerea curentului de la catod la anod, ceea ce face ca cipul să funcționeze.
Pinout tl341
TL 341 este un microcircuit cu trei pini. Fiecare picior are propriul nume: 1 - referință (ieșire), 2 - anod (anod) și 3 - catod (catod).
În practică, pinout-ul variază și depinde de tipul de carcasă ales de producător la fabricarea produsului. TL431 vine într-o mare varietate de pachete, de la vechiul TO-92 la modernul SOT-23. Pinout-ul tl431, în funcție de tipul carcasei, este prezentat în Figura 3.
Analogii tl431 produs intern sunt microcircuitele KR142EN19A și K1156ER5T. Analogii străini includ:
- KA431AZ;
- KIA431;
- HA17431VP;
- IR9431N;
- AME431BxxxxBZ;
- AS431A1D;
- LM431BCM.
Specificații
Principalele caracteristici tehnice ale microcircuitului tl 341 sunt:
Din caracteristici este clar că microcircuitul poate fi utilizat într-un interval de tensiune destul de larg, dar capacitatea de transport a curentului este foarte mică. Pentru a obține unele mai serioase, la circuitul catodic sunt conectate tranzistori puternici, care reglează parametrii de ieșire.
Scheme de conectare
Microcircuitul tl 431 este o diodă zener de tip integrat. Are trei scheme de comutare:
- la 2,48 V (1);
- la 3,3 V (2);
- la 14 V.
Opțiunea 1: circuit de 2,48 V.
Circuitul de comutare cu diode zener de 2,48 volți este echipat cu un convertor cu o singură treaptă. Curentul mediu de funcționare într-un astfel de sistem este de 5,3 A. Un circuit format din două rezistențe conectate în paralel (2,4 și 2,26 kOhm) este montat pe pinul de referință (circuit de tensiune de referință). Aceste rezistențe sunt alimentate preliminar cu o tensiune de 5 V, care după trecerea prin circuit se transformă în 2,48.
Pentru a crește sensibilitatea diodei zener se folosesc diverși modulatori, în principal de tip dipol cu o capacitate mai mică de 3 pF (picofarads). Diodele Zener sunt conectate la catod.
Opțiunea 2: circuit de conectare 3,3 V.
Circuitul de 3,3 V folosește, de asemenea, un convertor cu o singură etapă și un rezistor de 1K conectat la catod. În fața rezistenței este plasată o sursă de alimentare externă de 3 V. La pin este conectat un condensator cu o capacitate de 10 nF conectat la masă (ref). Într-un astfel de circuit, anodul este plasat direct pe sol, iar catodul și circuitele de intrare sunt conectate prin două puncte comune.
Problema cu această schemă de conectare este probabilitatea mare a unui scurtcircuit (scurtcircuit). Pentru a reduce riscul unui scurtcircuit, după diodele zener este instalată o siguranță.
Pentru a amplifica semnalul, la ieșire sunt conectate filtre speciale. Într-un astfel de circuit de conectare, tensiunea și curentul medii sunt de 5 V / 3,5 A, iar precizia de stabilizare este mai mică de 3%. Dioda Zener este conectată printr-un adaptor vectorial, deci trebuie să selectați un tranzistor de tip rezonant. Capacitatea medie a modulatorului ar trebui să fie de 4,2 pF. Declanșatoarele pot fi utilizate pentru a crește conducția curentului.
Dispozitive independente bazate pe cip
Acest cip este utilizat în sursele de alimentare pentru televizoare și computere. Cu toate acestea, pe baza sa, este posibil să se creeze circuite electrice independente, dintre care unele sunt:
- stabilizator de curent;
- indicator sonor.
Stabilizator de curent
Un stabilizator de curent este unul dintre cele mai simple circuite care pot fi implementate pe un microcircuit tl 341. Se compune din următoarele elemente:
- alimentare electrică;
- rezistența R 1, conectată printr-un punct comun la linia de alimentare +;
- rezistență șunt R 2 k - linie de alimentare;
- un tranzistor al cărui emițător este conectat la linia - prin rezistorul R 2, colectorul la ieșirea liniei - și baza printr-un punct comun la catodul microcircuitului;
- microcircuit tl 341, al cărui anod este conectat la linia - folosind un curent comun, iar pinul de referință este conectat la circuitul emițător al tranzistorului folosind, de asemenea, un punct comun.
Rolul principal în acest circuit este jucat de rezistența de șunt R2, care, datorită feedback-ului, setează valoarea tensiunii la 2,5 V. Din acest motiv, curentul de ieșire va lua următoarea formă: I = 2,5/R2.
Indicator sonor
Indicatorul de sunet bazat pe tl 341 este un circuit simplu prezentat în Figura 5
Acest indicator sonor poate fi folosit pentru a monitoriza nivelul apei dintr-un recipient. Senzorul este un circuit electronic într-o carcasă cu doi electrozi de ieșire din oțel inoxidabil, dintre care unul este situat cu 20 mm mai sus decât celălalt.
În momentul în care cablurile senzorului intră în contact cu apa, rezistența scade și tl 341 trece la modul liniar prin rezistențele R 1 și R 2. Acest lucru contribuie la apariția autogenerării la frecvența de rezonanță și la formarea unui semnal audio .
Verificarea funcționalității cu un multimetru
Mulți oameni își pun întrebarea cum să verificați tl431 folosind un multimetru. Răspunsul este suficient de simplu pentru a verifica cipul tl341 sau modificarea lui tl431a trebuie să faceți următoarele:
- Construiți un circuit de testare simplu folosind un cip și o cheie.
- Închideți circuitul comutatorului și faceți măsurători. Multimetrul ar trebui să arate o valoare a tensiunii de referință de 2,5 V.
- Deschideți circuitul și faceți măsurători. Afișajul contorului ar trebui să arate 5 V.
