Stabilizator TL 431 - cechy i specyfikacje

Stabilizator TL 431 - cechy i specyfikacje Schemat połączeń i charakterystyka TL 431

Wydajność, łatwość podłączenia do większości obwodów i doskonała wydajność sprawiły, że TL 431 stał się bardzo popularnym regulatorem na rynku.

Dzięki niewielkiemu zestawowi dodatkowych elementów elektronicznych (kilka kondensatorów i rezystorów) może zapewnić napięcie robocze od 2,5 do 36 V przy prądzie stabilizacyjnym od 1 do 100 mA. Aby uzyskać duże wartości na wyjściu mikroukładu, zwykle dodaje się tranzystory dużej mocy. Taki element nazywany jest również sterowaną programowalną diodą Zenera. Po raz pierwszy został przedstawiony światu w 1977 roku.

Od tego czasu był stale ulepszany i obecnie stał się integralną częścią większości nowoczesnych zasilaczy impulsowych, w których pełnią rolę źródła napięcia odniesienia. Może być doskonałym zamiennikiem diod Zenera w różnych układach elektronicznych. Rozważmy schemat połączeń TL 431.

Pinout

Wyprowadzenia stabilizatora będą zależały od wersji obudowy urządzenia, w którym zostanie umieszczony. Jest tylko pięć odmian:

  • Do montażu w otworach - TO-92.

  • Do montażu powierzchniowego - SOT-8, SOT-22, SOT-25 i SOP-89.

W przypadku obwodów typu elektronicznego w tych plastikowych opakowaniach znajdują się tylko trzy styki, przy czym pierwszy to elektroda sterująca, druga anoda i trzecia katoda. W niektórych typach przypadków takiego mikroukładu jest więcej metalowych przewodów, a jednocześnie nie są one używane lub są łączone z sąsiednimi. Jak to się robi, pokazano na zdjęciu.

Parametry techniczne

Właściwości

Sugerujemy rozważenie maksymalnych dopuszczalnych właściwości eksploatacyjnych mikroukładu.

Jeśli podczas jego stosowania zostaną przekroczone, urządzenie nieuchronnie zawiedzie. Niedopuszczalne jest również długotrwałe działanie z charakterystyką zbliżoną do wartości granicznej. Rozważmy je bardziej szczegółowo:

Maksymalne straty mocy można obliczyć przy użyciu zwykłego wzoru P D = (T Jmax -T A ) / R θJC . W tym przypadku T A jest temperaturą otoczenia.

Zalecane parametry pracy

W warunkach eksploatacji zalecane wartości dla stosowania stabilizatora to napięcie wejściowe typu referencyjnego nie większe niż 36 V wynosić od 1 do 100 mA, a także zgodność z warunkami temperaturowymi podczas aplikacji. Należy wziąć pod uwagę, że przy I KA . 5mA, ten mikroukład może być niestabilny. Poniżej znajdują się parametry elektryczne urządzenia, które zostały zmierzone przy temperaturze T A = 25 stopni.

Schematy połączeń

Należy zrozumieć, jak działa element na przykładzie prostego obwodu stabilizującego, który składa się bezpośrednio z diody Zenera i 1 rezystora.

Wymagane jest podłączenie bieguna dodatniego do katody, a bieguna ujemnego do anody w celu zapewnienia zasilania. Aby podłączyć mikroukład, do jego elektrody sterującej należy przyłożyć napięcie odniesienia. Jeśli wartość stabilizatora TL okaże się większa niż 2,5 V, wówczas dioda Zenera otworzy się prawie natychmiast i zacznie przepuszczać przez siebie prąd elektryczny, który można wykorzystać do zasilania wymaganego obciążenia. Jego wartość zacznie rosnąć wraz ze wzrostem V na poziomie . Ale prąd można określić wzorem I KA = (V w - V ref ) / R.

W takim przypadku napięcie typu wyjściowego ustabilizuje się na poziomie odniesienia, który nie przekracza 2,5 V i niezależnie od napięcia V w podawanego na wejściu. Maksymalna wartość I KA stabilizatora ograniczona jest nie tylko 100 mA, ale także mocą rozpraszania obudowy.

Obliczenie parametrycznego obwodu stabilizującego

Aby otrzymać większe napięcie na wyjściu mikroukładu (do 36 V), k jego katoda sterująca wymaga dodatkowo podłączenia dzielnika rezystancyjnego. Składa się z dwóch rezystorów, które są połączone między anodą a katodą. W takim przypadku rezystancja wewnętrzna diody Zenera wzrasta.

Aby obliczyć obwód stabilizacyjny, wymagane są dane początkowe dotyczące napięć wyjściowych i wejściowych, a także prądów - obciążenia i stabilizacji. Mając te dane, można obliczyć wartości pozostałych elementów elektronicznych, które przedstawia poniższy schemat. Napięcie wyjściowe, jak również wartości znamionowe rezystancji są powiązane ze sobą następującym wzorem - V KA = V ref * (1 + R 1 / R 2 ) + Ir ef * R 1 . W tym przypadku V ref = 2495 mV i I ref = 2 μA są wartościami typowymi i są one zapisane w parametrach elektrycznych urządzenia. Opór pierwszego rezystora można pobrać z arkusza danych.

Zazwyczaj przyjmuje się je z wartością nominalną 10-30 kΩ, a wartość pierwszego rezystora jest ograniczona do małego prądu odniesienia (2 μA) i często jest pomijana przy obliczaniu obwodów stabilizacyjnych. Z tego powodu, aby obliczyć wartość drugiego rezystora, można zastosować inny wzór R 2 = R 1 / ((V KA / V ref ) -1).

Regulacja napięcia stabilizacji

Stabilizator TL 431 - cechy i specyfikacje Aby zbudować obwody z możliwością ręcznej regulacji napięcia wyjściowego, zamiast prostego pierwszego rezystora montuje się potencjometr. Wartość rezystora ograniczającego, który zapewnia rezystancję dla prądu na wejściu, należy obliczyć ze wzoru R = (V IN -VK A ) / I IN . W tym przypadku I IN = I KA + I L .

Pomimo zalet mikroukładu ma dość znaczącą wadę - mały prąd w obciążeniu, który może wytrzymać. Aby rozwiązać ten problem, musisz podłączyć do obwodu tranzystory polowe lub potężne tranzystory bipolarne. Przykłady różnych schematów można zobaczyć na filmie.

Analogi stabilizatora

Istnieją domowe mikroukłady, które są podobne pod względem właściwości do rozważanego. To liniowy stabilizator rosyjski KR142EN19.

Najbardziej odpowiednie są modele IR943N, TL432 i LM431. Urządzenia z takim wyprowadzeniem, ale o nieco innych innych właściwościach elektrycznych, to HA17431A i KIA431. W roli zastępcy nadal możesz spróbować użyć APL1431.

Jak przetestować urządzenie za pomocą multimetru

Tego mikroukładu nie można przetestować multimetrem, ponieważ to nie tylko dioda Zenera, ale cały układ scalony. Rezystancje między jego przewodami różnią się w zależności od producenta.

Z tego powodu, aby upewnić się, że jest w dobrym stanie, z reguły tworzone są proste schematy testowe. W celu sprawdzenia obwodu obrazu na wejście podawane jest napięcie 12 V. Jeżeli urządzenie jest w dobrym stanie to na wyjściu powinno być napięcie 4-9 do 5 V, a jeżeli jest zwarcie S 1 - 2,5 V. w takim przypadku wymagany jest pomiar wyników testu.

Obwód można również sprawdzić kolejnym testem z diodą LED, a gdy zmieni się rezystancja drugiego rezystora potencjometru, na elektrodzie sterującej pojawi się 2,5 V.

Dioda powinna przejść w stan świecenia. Będzie to oznaczać, że urządzenie działa poprawnie. Tę zasadę można zastosować do stworzenia wskaźnika rozładowania baterii.

( 7 punktów, średnia 1,86 z 5 )

.