TL431 Spændingsregulator Detaljeret guide
2024-04-17 16123

TL431 er en tre-terminal kontrolleret præcisionsreference integreret chip med god temperaturstabilitet.På grund af sin høje nøjagtighed, lave hvilende strøm og udgangsstøj bruges den i vid udstrækning i en række elektroniske enheder, såsom automatisk kontrol, strømstyring og strømkonvertering.For at hjælpe alle med at få en bedre forståelse af TL431 har denne artikel udarbejdet relevant information om TL431.Kom og kig.

TL431 er en 2,50 V til 36V justerbar præcisions shuntregulator, der er produceret sammen med Texas Instruments Incorporated (TI) og Motorola inkorporeret i USA.Det har evnen til justerbar strømudgang og fungerer som en referencespændingskilde.TL431 -serien inkluderer TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, i alt seks modeller.Disse modeller deler en identisk intern kredsløbsstruktur med kun mindre forskelle i tekniske indikatorer.På grund af sin kompakte størrelse, præcisionsjusterbar referencespænding og stor udgangsstrøm kan TL431 bruges til at designe en række regulatorer.Dens ydelsesegenskaber inkluderer kontinuerligt justerbar udgangsspænding op til 36V, et bredt driftsstrømsområde fra 0,1 mA til 100 mA, en typisk dynamisk modstand på 0,22 ohm og lav outputstøj.Derudover har den en maksimal indgangsspænding på 37V, en maksimal driftsstrøm på 150 mA, en intern referencespænding på 2,5V og en udgangsspændingsområde fra 2,5V til 30V.

Referencespændingsnøjagtigheden af ​​TL431 kan nå ± 2 procent eller højere, hvilket gør det muligt for den at tilvejebringe stabile og nøjagtige udgangsspændinger over en lang række spændinger.

TL431 har hurtig dynamisk respons.Det kan hurtigt justere udgangsspændingen som svar på ændringer i strømforsyningsbelastning, hvilket sikrer en stabil strømforsyningsproduktion.

Når TL431 integrerer en fejlforstærker og en referencespændingskilde, forenkler den kredsløbsdesign, reducerer kredsløbsstørrelsen og sænker strømforsyningsomkostningerne.

Udgangsspændingen for TL431 kan justeres ved hjælp af to eksterne modstande, hvilket giver et justeringsområde fra 2,5V til 36V, tilstrækkelig til forskellige strømforsyningskredsløb.

Den nuværende, spændings- og wattage -vurdering af enhver enhed indikerer dens effektkrav, dvs. hvor meget strøm og spænding der er tilstrækkelige til dens drift.Følgende tabel giver den aktuelle, effekt- og spændingsvurdering af TL431.

For at måle, om ydelsen af ​​TL431 er god, er vi nødt til at identificere dens stifter som referenceterminal, anode og katode.Efter at have bekræftet stifterne, kan vi følge nedenstående trin for at måle.Først justerer vi rækkevidden af ​​multimeteret til RXLK -blokken, forbinder den sorte pen til anoden og den røde pen til katoden.Det, der måles på dette tidspunkt, er TL431's fremadrettede modstand.Derefter udveksler vi testledningen, det vil sige den sorte pen er forbundet til katoden, og den røde pen er forbundet til anoden.På dette tidspunkt skal uendelig omvendt modstand vises.Dette betyder, at når strømmen strømmer fra anoden til katoden, kan TL431 tændes normalt;Og når strømmen strømmer fra katoden til anoden, slukkes TL431.Dernæst holder vi stadig multimeterområdet ved RXLK -blokken, forbinder den sorte pen til referenceterminalen og den røde pen til katoden.På dette tidspunkt skulle der ikke være nogen strøm, der flyder gennem det, det vil sige, at der ikke er nogen indikation på måleren.Derefter, når vi rører den sorte pen med den ene hånd og anoden med den anden hånd, skal markøren svinge markant.Når denne situation er opfyldt, er pin'en berørt med hånden referenceterminalen.Det sidste trin er at kortslutte referenceterminalen og anoden, dvs. tillade strøm at strømme fra referenceterminalen og anoden på samme tid.I dette tilfælde, hvis den sorte testledning er forbundet til katoden, og den røde testledning er forbundet til anoden, vil der normalt være et mindre spændingsfald;Omvendt, hvis den sorte testledning er forbundet til anoden, og den røde testledning er forbundet til katoden, vil der generelt være et relativt stort spændingsfald.Princippet om denne måling er baseret på de forskellige spændingsdråber i TL431 under fremad og omvendt ledning.

Spændingsmonitor

Crowbar Circuit

Shunt Regulator

Præcisionsstrømbegrænser

Højstrømshuntregulator

PWM -konverter med reference

Præcisionshøjstrømsserie regulator

TL431 har tre stifter, som er referenceterminalen, anode og katode.For at skelne disse tre stifter kan vi arrangere dem fra venstre mod højre med logoet, der vender mod os.Specifikt er referenceterminalen den pin, der bruges til at indtaste referencespændingen;Anoden er den stift, gennem hvilken strømmen flyder;og katoden er den pin, hvorfra strømmen strømmer ud.I praktiske anvendelser er katoden normalt forbundet til den positive pol i strømforsyningen gennem en strømbegrænsende modstand, mens anoden er forbundet til den negative pol i strømforsyningen.Dens pin -diagram er som følger:

Pin 1 (reference): Denne pin indstiller spændingsklassificeringen af ​​Zener -dioden.

Pin 2 (anode): Anode af den ækvivalente Zener Diode

Pin 3 (katode): Katode af den ækvivalente Zener Diode

TL431 er en tre-terminal justerbar shuntregulator med fremragende stabilitet.Det bruges ofte som en justerbar spændingsreference.Dens eksterne struktur består af tre stifter: katode, anode og referencespænding.Den interne struktur er som vist på figuren.I de fleste anvendelser af TL431 er anoden normalt forbundet til jorden, og en del af katodestrømmen strømmer gennem spejlstrømskilden i nederste venstre hjørne af blokdiagrammet.Spændingsfaldet genereret af denne strøm på modstanden, plus spændingsfaldet mellem base B og emitter E for transistoren, udgør sammen referencespændingen på 2,5V.Den mellemliggende trinstruktur af TL431 svarer til et differentielt forstærkerkredsløb, mens dets outputstadium vedtager en Darlington -struktur.Derfor har TL431 ikke kun en internt integreret spændingsreferencefunktion, men integrerer også funktionen af ​​et operationelt forstærkerkredsløb.

I henhold til dens funktion består TL431 af en internt integreret 2,5V-referencespænding, en differentiel op-amp og en åben samlertransistor.Et forenklet diagram over TL431 er vist nedenfor.Når spændingen på referencespændingsnålen er lavere end den interne referencespænding på 2,5V, udsender op-ampen et lavt niveau, på hvilket tidspunkt trioden er i off-tilstand, ingen aktuelle strømmer i TL431 (ignorerer den lille lækagestrøm);Og når spændingen på referencespændingsnålen er højere end den interne referencespænding, udsender op-ampen et højt niveau, trioden udfører og trækker strøm fra katoden og går hurtigt ind i mætningsregionen.Først når spændingen på referencespændingsnålen er meget tæt på referencespændingen, fungerer trioden i amplifikationsområdet, fra katoden for at udtrække en konstant strøm.Analysen viser, at den originale struktur, der kræver diskret referencespænding og op-amp til feedback ved skift af strømforsyning, kan erstattes af TL431.

Når vi bruger TL431, skal vi være opmærksomme på følgende aspekter.

Den minimumsstrøm, der flyder gennem TL431, skal holdes over 1MA, ellers mister den sin spændingsreguleringsydelse.På samme tid kan den maksimale strøm ikke overstige 100 mA for at undgå at beskadige TL431.

Da den interne referencespænding VREF for TL431 opretholdes af katodestrømmen, og denne strøm skal være højere end en bestemt tærskel for at sikre, at normal drift, skal der skal betales særlig opmærksomhed under anvendelse: Når outputpolen i TL431 er iCut-off tilstand, katoden er stadig nødt til at opretholde en holdende strøm større end 0,2 mA;Når udgangspolen er i mætning, skal spændingen mellem polerne være mindst større end 2,2V for at sikre, at TL431 kan fungere normalt.

Ved at tage den fælles TO-92-pakke som et eksempel er det maksimale strømforbrug af TL431 0,7 W.Faktisk kan strømforbruget P for TL431 i kredsløbet beregnes med formlen P = VO*I, hvor VO er udgangsspændingen, og I er strømmen gennem TL431.Når output ikke overstiger 5V, kan TL431 derfor udsende en maksimal strøm på 140 mA;Når udgangsspændingen er 7V, kan den kun udsende en strøm på 10 mA på grund af strømforbrugsbegrænsninger.Typisk spænder strømforbruget i TL431 fra 0,5 W til 1,2W.Når det fungerer under høj temperatur, høj spænding eller høje strømforhold, skal vi være særlig opmærksomme på ventilation, varmeafledning og sikkerheden i det samlede kredsløb for at forhindre nedbrydning af ydelser eller skader forårsaget af overdreven strømforbrug.

Når vi vælger materialer og lægger ud, bør vi prioritere præcisionsmodstande af samme type med lille temperaturkoefficient, lav støj og stor effektkapacitet for at sikre stabilitet og pålidelighed.I henhold til formlen VO = 2,5*(1+R1/R2), når VO er maksimalt 36V, kan vi beregne, at det maksimale forhold på R1 til R2 er 13,4, det vil sige, at den maksimale værdi af R1 skal være 13,4 gangedet fra R2.På grund af den høje open-loop-forstærkning og hurtig responshastighed på TL431, når prøveudtagningspunktet (dvs. forbindelsespunktet for R1 og R2) er langt væk fra de to poler, er kredsløbet tilbøjelig til at overskride selv-excitation.Derfor, når vi designer og bruger, er vi nødt til at være særlig opmærksomme på placeringen af ​​prøveudtagningspunktet for at undgå denne situation.

Ja, det er en programmerbar Zener -diode.Udgangsspændingen varierer fra 2,5 volt til 36 volt.Udgangsspændingstolerancen vil være ± 4 procent.Udgangsstrømmen eller synkestrømmen varierer fra 1 Ma til 100 Ma.

TL431 er den originale standard Shunt -spændingsreference.TLV431 er en lavere spændingsreferencemulighed for TLV, men har også nogle forskellige specifikationer.

TL431 i en open-loop-konfiguration bruges ofte som en spændingskomparator, underspændingsmonitor, overspændingsmonitor, vinduesspændingsdetektor og mange andre typer anvendelser.TL431 er en shuntspændingsreference, der ofte bruges til disse applikationer.

Når TL431 er beskadiget, hvis der ikke er nogen erstatning af den samme model, kan den erstattes direkte med KA431, μA431, LM431, YL431, S431 osv. TL431 Suffix -bogstaver angiver produktniveau og driftstemperaturområde.

TL431- og TL432-enhederne er tre-terminale justerbare shuntregulatorer med specificeret termisk stabilitet over gældende bil-, kommercielle og militære temperaturområder.Udgangsspændingen kan indstilles til enhver værdi mellem VREF (ca. 2,5 V) og 36 V med to eksterne modstande.