Forståelse af TL431: En omfattende guide til præcisions shunt -regulatorer
Katalog
TL431 er en tre-terminal kontrolleret præcisionsreference integreret chip med god temperaturstabilitet.På grund af sin høje nøjagtighed, lav roende 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.
Hvad er TL431 -regulatoren?
TL431 er en 2,50 V til 36V justerbar præcisions shuntregulator, der er produceret af Texas Instruments Incorporated (TI) og Motorola, der er inkorporeret i U.S.A., den har kapaciteten til justerbar strømudgang og er en slags referencespændingskilde.TL431 -serien med produkter inkluderer TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, med 6 modeller.TL431 -serien består af seks modeller.Den interne kredsløbsstruktur af disse modeller er identisk, kun en lille forskel i individuelle tekniske indikatorer.Fordi TL431 har fordelene ved lille størrelse, præcisionsjusterbar referencespænding og stor udgangsstrøm, kan den bruges til at gøre en række regulatorer.Dens ydelsesegenskaber inkluderer kontinuerligt justerbar udgangsspænding op til 36V, et bredt driftsstrømsområde på 0,1 mA til 100 mA, en typisk dynamisk modstand på 0,22 ohm og lav output falske.Derudover har den en maksimal indgangsspænding på 37V, en maksimal driftsstrøm på 150 mA, en intern referencespænding på 2,5V og et udgangsspændingsområde fra 2,5V til 30V.
Alternativer og ækvivalenter:
• TL431BILPRE3
Hovedfunktioner ved TL431
De vigtigste funktioner i TL431 inkluderer:
Høj nøjagtighed: Referencespændingsnøjagtigheden af TL431 kan nå ± 2 procent eller højere, hvilket gør den i stand til at tilvejebringe stabile og nøjagtige udgangsspændinger over en lang række spændinger.
God dynamisk ydeevne: TL431 har en hurtig dynamisk respons.Det kan hurtigt justere udgangsspændingen, når strømforsyningsbelastningen ændres, for at opretholde en stabil output fra strømforsyningen.
Forenklet kredsløbsdesign: Da TL431 integrerer en fejlforstærker og en referencespændingskilde, kan det forenkle kredsløbsdesignet, reducere størrelsen på kredsløbet og sænke omkostningerne ved strømforsyningen i strømforsyningsdesignet.
Justerbar udgangsspænding: Udgangsspændingen på TL431 kan justeres med to eksterne modstande, og dens justeringsområde er fra 2,5V til 36V, hvilket er tilstrækkeligt til at imødekomme behovene i forskellige strømforsyningskredsløb.
TL431 -ratings
De nuværende, spændings- og watt -vurderinger af enhver enhed viser sine effektkrav, dvs. hvor meget strøm og spænding der er tilstrækkelig til dens drift.Følgende tabel giver den aktuelle, effekt- og spændingsvurdering af TL431.
Hvordan måler man kvaliteten 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 på TL431 under fremad- og omvendt ledning.
Hvad kan det bruges til?
• Spændingsmonitor
• Crowbar -kredsløb
• Shunt Regulator
• Præcisionsstrømbegrænser
• Højstrøms shuntregulator
• PWM -konverter med reference
• Præcisions-højstrømsserie regulator
Hvordan kan man skelne mellem de tre stifter af TL431?
TL431 har tre stifter, som er referenceterminal, 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, gennem hvilken 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
Struktur og arbejdsprincip for TL431
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.
Forholdsregler for TL431 -anvendelse
Når vi bruger TL431, skal vi være opmærksomme på følgende aspekter:
Vær opmærksom på den aktuelle størrelse
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.
Minimum holder strøm og minimum katodespænding
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 i udskæringenFra tilstand har katoden stadig brug for 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.
Vær opmærksom på strømforbruget
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.
Vær opmærksom på udvælgelsen af prøveudtagningsmodstande R1 og R2
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, 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.
Ofte stillede spørgsmål [FAQ]
1. Er TL431 en Zener -diode?
Det er en Zener -diode, der er programmerbar.Udgangsspændingen varierer fra 2,5 volt til 36 volt.Udgangsspændingstolerancen vil være +-4 procent udgangsstrømmen eller synkestrømmen fra 1 mA til 100 mA.
2. Hvad er forskellen mellem TL431 og TLV431?
TL431 er den originale standard Shunt -spændingsreference.TLV431 er en lavere spændingsreferencemulighed for TLV, men har også nogle forskellige specifikationer.
3. Hvad er funktionen af TL431?
TL431 i open-loop-konfiguration bruges ofte i som en spændingskomparator, underspændingsmonitor, overspændingsmonitor, vinduesspændingsdetektor og mange andre typer anvendelser.TL431 er en shuntspændingsreference, der ofte bruges til disse applikationer.
4. Hvad svarer til en TL431 -transistor?
Når TL431 er beskadiget, hvis der ikke er nogen erstatning af den samme model, kan den direkte erstattes med KA431, μA431, LM431, YL431, S431 osv. TL431 -suffikset bogstaver indikerer produktniveau og driftstemperaturområde.
5. Hvad er egenskaberne ved TL431?
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.