Zrozumienie TL431: Kompleksowy przewodnik po precyzyjnych organach organów bocznych

Katalog

TL431 to trzy-końcowy kontrolowany precyzyjnie zintegrowany układ odniesienia o dobrej stabilności temperatury.Ze względu na wysoką dokładność, niski poziom prądu spoczynkowego i szumu wyjściowego jest szeroko stosowany w różnych urządzeniach elektronicznych, takich jak automatyczna kontrola, zarządzanie energią i konwersja energii.Aby pomóc wszystkim lepiej zrozumieć TL431, w tym artykule opracowano odpowiednie informacje o TL431, przyjdź i rzuć okiem.

Co to jest regulator TL431?

TL431 jest regulowanym precyzyjnym regulatorem od 2,50 V do 36 V, wspólnie produkowanym przez Texas Instruments Incorporated (TI) i Motorola w USA. Ma możliwość regulowanego wyjścia prądu i jest rodzajem źródła napięcia odniesienia.Seria produktów TL431 obejmuje TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, z 6 modelami.Seria TL431 składa się z sześciu modeli.Struktura obwodów wewnętrznych tych modeli jest identyczna, tylko niewielka różnica w poszczególnych wskaźnikach technicznych.Ponieważ TL431 ma zalety małego rozmiaru, precyzyjnego regulowanego napięcia odniesienia i dużego prądu wyjściowego, można go użyć do tworzenia różnych regulatorów.Jego charakterystyka wydajności obejmuje ciągle regulowane napięcie wyjściowe do 36 V, szeroki zakres prądu roboczego od 0,1 mA do 100 mA, typowy oporność dynamiczna 0,22 omów i niski wyjściowy.Ponadto ma maksymalne napięcie wejściowe 37 V, maksymalny prąd roboczy 150 mA, wewnętrzne napięcie odniesienia 2,5 V oraz zakres napięcia wyjściowego od 2,5 V do 30 V.

Alternatywy i odpowiedniki:

• • TL431ACZ-AP

• • TL431AILPR

• TL431BILPRE3

• • LM431ACZ/LFT3

Główne cechy TL431

Główne cechy TL431 obejmują:

Wysoka dokładność: dokładność napięcia odniesienia TL431 może osiągnąć ± 2 procent lub więcej, dzięki czemu jest w stanie zapewnić stabilne i dokładne napięcia wyjściowe w szerokim zakresie napięć.

Dobra wydajność dynamiczna: TL431 ma szybką reakcję dynamiczną.Może szybko dostosować napięcie wyjściowe po zmianie obciążenia zasilacza, aby utrzymać stabilne wyjście zasilania.

Uproszczona konstrukcja obwodu: Ponieważ TL431 integruje wzmacniacz błędu i źródło napięcia odniesienia, może uprościć konstrukcję obwodu, zmniejszyć rozmiar obwodu i obniżyć koszt zasilania w projekcie zasilania.

Regulowane napięcie wyjściowe: Napięcie wyjściowe TL431 można regulować za pomocą dwóch zewnętrznych rezystorów, a jego zakres regulacji wynosi od 2,5 V do 36 V, co jest wystarczające, aby zaspokoić potrzeby różnych obwodów zasilania.

Oceny TL431

Oceny prądu, napięcia i mocy dowolnego urządzenia pokazują jego wymagania zasilania, tj. Ile prądu i napięcia jest wystarczające do jego działania.Poniższa tabela zawiera oceny prądu, mocy i napięcia TL431.

Jak zmierzyć jakość TL431?

Aby zmierzyć, czy wydajność TL431 jest dobra, musimy zidentyfikować jego piny jako terminal referencyjny, anodę i katodę.Po potwierdzeniu pinów możemy wykonać poniższe kroki do pomiaru.Najpierw dostosowujemy zakres multimetru do bloku RXLK, łączymy czarny pióro z anodą i czerwony długopis do katody.W tej chwili mierzono odporność do przodu TL431.Następnie wymieniajemy przewody testowe, to znaczy czarny długopis jest podłączony do katody, a czerwony długopis jest podłączony do anody.W tym czasie należy wyświetlić nieskończoną odporność odwrotną.Oznacza to, że gdy prąd przepływa z anody do katody, TL431 można normalnie włączać;A gdy prąd przepływa z katody do anody, TL431 jest wyłączony.Następnie nadal utrzymujemy zakres multimetrów w bloku RXLK, łączymy czarny długopis z terminalem odniesienia i czerwonego pióra do katody.W tej chwili nie powinno być przepływającego przez niego prądu, to znaczy nie ma wskazania na miernik.Następnie, kiedy dotkniemy czarnego pióra jedną ręką, a z drugiej ręką wskaźnik powinien znacznie się zamachować.Po spełnieniu tej sytuacji pin dotknięty ręcznie jest terminalem odniesienia.Ostatnim krokiem jest zwarcie zacisku odniesienia i anody, to znaczy zezwolenie na przepływ prądu z terminalu odniesienia i anody w tym samym czasie.W takim przypadku, jeśli czarny przewód testowy jest podłączony do katody, a czerwony przewód testowy jest podłączony do anody, zwykle występuje mniejszy spadek napięcia;I odwrotnie, jeśli czarny przewód testowy jest podłączony do anody, a czerwony przewód testowy jest podłączony do katody, na ogół nastąpi stosunkowo duży spadek napięcia.Zasada tego pomiaru opiera się na różnych kroplach napięcia TL431 podczas przewodzenia do przodu i do tyłu.

Do czego można go użyć?

• Monitor napięcia

• Trłostwo

• Regulator bocznikowy

• Precyzyjne ograniczenie prądu

• Regulator boczków o wysokiej prądu

• Konwerter PWM w odniesieniu

• Precyzyjny regulator serii o wysokiej prądu

Jak odróżnić trzy piny TL431?

TL431 ma trzy szpilki, które są terminalem referencyjnym, anodą i katodą.Aby rozróżnić te trzy szpilki, możemy ułożyć je od lewej do prawej z logo skierowanym do nas.W szczególności terminale odniesienia jest pinem używanym do wprowadzania napięcia odniesienia;Anoda jest pinem, przez który przepływa prąd;A katoda jest szpilką, przez którą prąd wypływa.W praktycznych zastosowaniach katoda jest zwykle podłączona do dodatniego bieguna zasilania przez rezystor ograniczający prąd, podczas gdy anoda jest podłączona do ujemnego bieguna zasilania.Jego schemat pin jest następujący:

Pin 1 (odniesienie): Ten pin ustawia ocenę napięcia diody Zenera.

Pin 2 (anoda): anoda równoważnej diody Zenera

Pin 3 (katoda): katoda równoważnej diody Zenera

Struktura i zasada pracy TL431

TL431 to trzyterminowy regulator z regulowanym bocznikiem o doskonałej stabilności.Jest często używany jako regulowane odniesienie do napięcia.Jego struktura zewnętrzna składa się z trzech pinów: katody, anody i napięcia odniesienia.Struktura wewnętrzna jest jak pokazana na rysunku.W większości zastosowań TL431 anoda jest zwykle podłączona do uziemienia, a część prądu katody przepływa przez źródło prądu lustrzanego w lewym dolnym rogu schematu blokowego.Spadek napięcia generowany przez ten prąd na rezystorze, plus spadek napięcia między podstawą B a emiterem E tranzystora, łączy napięcie odniesienia 2,5 V.Struktura etapu pośredniej TL431 jest równoważna obwodowi wzmacniacza różnicowego, podczas gdy jego etap wyjściowy przyjmuje strukturę Darlington.Dlatego TL431 ma nie tylko wewnętrznie zintegrowaną funkcję odniesienia napięcia, ale także integruje funkcję obwodu wzmacniacza operacyjnego.

Zgodnie z jego funkcją TL431 składa się z wewnętrznie zintegrowanego napięcia odniesienia 2,5 V, różnicowego OP-AMP i otwartego tranzystora kolekcjonera.Uproszczony schemat TL431 pokazano poniżej.Gdy napięcie pinu napięcia odniesienia jest niższe niż wewnętrzne napięcie odniesienia 2,5 V, OP-AMP wyświetla niski poziom, w którym to czasie trioda jest w stanie OFF, nie przepływa prądu w TL431 (ignorując niewielkie wyciekiaktualny);A gdy napięcie na napięciu odniesienia jest wyższe niż wewnętrzne napięcie odniesienia, OP-AMP wysyła wysoki poziom, trioda prowadzi i pobiera prąd z katody i szybko wchodzi do regionu nasycenia.Tylko wtedy, gdy napięcie na napięciu odniesienia jest bardzo blisko napięcia odniesienia, trioda będzie działać w obszarze amplifikacji, od katody, aby wyodrębnić stały prąd.Analiza pokazuje, że przy przełączaniu zasilania oryginalna struktura, która wymaga dyskretnego napięcia odniesienia i opinii operacyjnej do sprzężenia zwrotnego, można dobrze wymienić TL431.

Środki ostrożności dla aplikacji TL431

Korzystając z TL431, powinniśmy zwrócić uwagę na następujące aspekty:

Zwróć uwagę na obecny rozmiar

Minimalny prąd przepływający przez TL431 musi być utrzymywany powyżej 1MA, w przeciwnym razie stracił wydajność regulacji napięcia.Jednocześnie maksymalny prąd nie może przekroczyć 100MA, aby uniknąć uszkodzenia TL431.

Minimalny prąd trzymający i minimalne napięcie katody

Ponieważ wewnętrzne napięcie odniesienia VREF TL431 jest utrzymywane przez prąd katodowy, a prąd ten musi być wyższy niż określony próg, aby zapewnić normalne działanie, należy zwrócić szczególną uwagę podczas zastosowania: Gdy biegun wyjściowy TL431 jest w cięciuW stanie, katoda nadal wymaga utrzymania prądu trzymania większego niż 0,2 MA;Gdy biegun wyjściowy jest nasycony, napięcie między biegunami musi być co najmniej większe niż 2,2 V, aby zapewnić, że TL431 może działać normalnie.

Zwróć uwagę na zużycie energii

Przykładając wspólny pakiet do 92, maksymalne zużycie energii TL431 wynosi 0,7 W.W rzeczywistości zużycie energii P w TL431 w obwodzie można obliczyć za pomocą wzoru p = VO*I, gdzie VO jest napięciem wyjściowym, a I jest prądem przez TL431.Dlatego, gdy wyjście nie przekracza 5 V, TL431 może wysłać maksymalny prąd 140 mA;Gdy napięcie wyjściowe wynosi 7 V, może on wyświetlać tylko prąd 10 mA z powodu ograniczeń zużycia energii.Zazwyczaj zużycie energii TL431 wynosi od 0,5 W do 1,2 W.Kiedy działa w warunkach wysokiej temperatury, wysokiego napięcia lub wysokiego prądu, musimy zwrócić szczególną uwagę na wentylację, rozpraszanie ciepła i bezpieczeństwo całego obwodu, aby zapobiec degradacji wydajności lub uszkodzeniu spowodowanego nadmiernym zużyciem energii.

Zwróć uwagę na wybór rezystorów próbkowania R1 i R2

Wybierając materiały i układając, powinniśmy dać pierwszeństwo precyzyjnym rezystorom tego samego typu o małym współczynniku temperatury, niskim hałasie i dużej mocy w celu zapewnienia stabilności i niezawodności.Zgodnie z wzorem VO = 2,5*(1+R1/R2), gdy VO jest maksymalnie 36 V, możemy obliczyć, że maksymalny stosunek R1 do R2 wynosi 13,4, to znaczy maksymalna wartość R1 powinna wynosić 13,4 razyR2.Ponadto, ze względu na wysoki wzrost otwartej pętli i szybka szybkość reakcji TL431, gdy punkt próbkowania (to znaczy punkt połączenia R1 i R2) jest daleko od dwóch biegunów, obwód jest podatny na przekroczenie siebiepobudzenie.Dlatego podczas projektowania i korzystania z nich musimy zwrócić szczególną uwagę na lokalizację punktu próbkowania, aby uniknąć tej sytuacji.

Często zadawane pytania [FAQ]

1. Czy TL431 jest diodą Zenera?

Jest to dioda Zenera, która jest programowalna.Napięcie wyjściowe wynosi od 2,5 wolta do 36 woltów.Tolerancja napięcia wyjściowego wyniesie +-4 procent prąd wyjściowy lub prąd zlewu waży od 1 mA do 100 mA.

2. Jaka jest różnica między TL431 i TLV431?

TL431 to oryginalne standardowe odniesienie do napięcia bocznikowego.TLV431 jest opcją odniesienia do niższego napięcia TLV, ale ma również kilka różnych specyfikacji.

3. Jaka jest funkcja TL431?

TL431 w konfiguracji otwartej pętli jest często używany jako komparator napięcia, monitor podnośnika, monitor nadpięcia, detektora napięcia okiennego i wielu innych rodzajów zastosowań.TL431 jest odniesieniem do napięcia bocznikowego powszechnie używanego do tych zastosowań.

4. Jaki jest odpowiednik tranzystora TL431?

Gdy TL431 jest uszkodzony, jeśli nie ma wymiany tego samego modelu, można go bezpośrednio zastąpić KA431, μA431, LM431, YL431, S431 itp. TL431 Sufiks litery wskazują poziom produktu i zakres temperatur pracy.

5. Jakie są cechy TL431?

Urządzenia TL431 i TL432 to trzy-terminowe regulatory regulowanych bocznikowych, o określonej stabilności termicznej w stosownych zakresach motoryzacyjnych, komercyjnych i wojskowych.Napięcie wyjściowe można ustawić na dowolną wartość między VREF (około 2,5 V) i 36 V, z dwoma zewnętrznymi rezystorami.