Regulador de tensió TL431 Guia detallada
2024-04-17 16111

TL431 és un xip integrat de referència de precisió controlada per tres terminals amb una bona estabilitat de temperatura.A causa de la seva alta precisió, el baix corrent quiescent i el soroll de sortida, s'utilitza àmpliament en diversos dispositius electrònics, com ara el control automàtic, la gestió de la potència i la conversió de potència.Per ajudar a tothom a comprendre millor el TL431, aquest article ha recopilat informació rellevant sobre TL431.Vine a fer una ullada.

TL431 és un regulador de shunt de precisió ajustable de 2,50V a 36V produït conjuntament per Texas Instruments Incorporated (TI) i Motorola incorporat als EUA.Té la capacitat de sortida de corrent regulable i serveix com a font de tensió de referència.La sèrie TL431 inclou TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, que totalitza sis models.Aquests models comparteixen una estructura de circuits interns idèntics amb només diferències menors en els indicadors tècnics.A causa de la seva mida compacta, la tensió de referència ajustable de precisió i el gran corrent de sortida, el TL431 es pot utilitzar per dissenyar diversos reguladors.Les seves característiques de rendiment inclouen la tensió de sortida ajustable contínuament fins a 36V, un ampli corrent de funcionament oscil·la entre 0,1 mma i 100mA, una resistència dinàmica típica de 0,22 ohms i un baix soroll de sortida.A més, té una tensió d’entrada màxima de 37V, un corrent de funcionament màxim de 150mA, una tensió de referència interna de 2,5V i un tensió de sortida oscil·la entre 2,5V i 30V.

La precisió de tensió de referència del TL431 pot arribar al ± 2 per cent o superior, permetent -li proporcionar tensions de sortida estables i precises sobre un ampli rang de tensions.

TL431 presenta una resposta dinàmica ràpida.Pot ajustar ràpidament la tensió de sortida en resposta als canvis de càrrega d’alimentació, garantint una sortida d’alimentació estable.

Com que el TL431 integra un amplificador d’error i una font de tensió de referència, simplifica el disseny del circuit, redueix la mida del circuit i redueix els costos d’alimentació.

La tensió de sortida del TL431 es pot ajustar mitjançant dues resistències externes, oferint un rang d’ajust de 2,5V a 36V, adequat per a diversos circuits d’alimentació.

Les valoracions de corrent, tensió i potència de qualsevol dispositiu indiquen els seus requisits de potència, és a dir, la quantitat de corrent i la tensió són suficients per al seu funcionament.La taula següent proporciona les valoracions de corrent, potència i tensió del TL431.

Per mesurar si el rendiment del TL431 és bo, hem d’identificar els seus pins com a terminal de referència, ànode i càtode.Després de confirmar els pins, podem seguir els passos següents per mesurar.Primer, ajustem l’interval del multímetre al bloc RXLK, connectem el bolígraf negre a l’ànode i el bolígraf vermell al càtode.El que es mesura en aquest moment és la resistència cap endavant del TL431.A continuació, intercanviem els cables de prova, és a dir, el bolígraf negre està connectat al càtode i el bolígraf està connectat a l’ànode.En aquest moment, s'hauria de mostrar una resistència inversa infinita.Això significa que quan el corrent flueix de l’ànode al càtode, el TL431 es pot activar normalment;i quan el corrent flueix des del càtode fins a l’ànode, el TL431 s’apaga.A continuació, encara mantenim l’interval multímetre al bloc RXLK, connectem el bolígraf negre al terminal de referència i el bolígraf vermell al càtode.En aquest moment, no hi hauria d’haver -hi corrent, és a dir, no hi ha cap indicació al mesurador.Aleshores, quan toquem el bolígraf negre amb una mà i l’ànode amb l’altra mà, el punter s’ha de balancejar significativament.Quan es compleix aquesta situació, el passador tocat a mà és el terminal de referència.L’últim pas és curtcircuit El terminal de referència i l’ànode, és a dir, permetre que el corrent flueixi des del terminal de referència i l’ànode alhora.En aquest cas, si el plom de prova negra està connectat al càtode i el plom de prova vermella està connectat a l’ànode, normalment hi haurà una caiguda de tensió menor;Per contra, si el plom de prova negra està connectat a l’ànode i el plom de prova vermella està connectat al càtode, generalment hi haurà una caiguda de tensió relativament gran.El principi d'aquesta mesura es basa en les diferents gotes de tensió del TL431 durant la conducció endavant i inversa.

Monitor de tensió

Circuit de Crowbar

Regulador de shunt

Limitador de corrent de precisió

Regulador de shunt de gran corrent

Converter PWM amb referència

Regulador de sèries de gran corrent de precisió

El TL431 té tres pins, que són el terminal de referència, l’ànode i el càtode.Per distingir aquests tres pins, podem organitzar -los d’esquerra a dreta amb el logotip que ens enfronta.Concretament, el terminal de referència és el PIN utilitzat per introduir la tensió de referència;L’ànode és el passador pel qual flueix el corrent;I el càtode és el passador des del qual surt el corrent.En aplicacions pràctiques, el càtode sol estar connectat al pol positiu de la font d’alimentació mitjançant una resistència de limitació de corrent, mentre que l’ànode està connectat al pol negatiu de l’alimentació.El seu diagrama de PIN és el següent:

Pin 1 (referència): aquest pin estableix la qualificació de tensió del díode Zener.

Pin 2 (ànode): anode del díode zener equivalent

Pin 3 (càtode): càtode del díode zener equivalent

El TL431 és un regulador de shunt regulable de tres terminals amb una excel·lent estabilitat.Sovint s’utilitza com a referència de tensió regulable.La seva estructura externa consta de tres pins: càtode, ànode i tensió de referència.L’estructura interna és com es mostra a la figura.En la majoria d’aplicacions del TL431, l’ànode sol estar connectat a terra i una porció del corrent del càtode flueix a través de la font de corrent del mirall a la cantonada inferior esquerra del diagrama de blocs.La caiguda de tensió generada per aquest corrent a la resistència, a més de la caiguda de tensió entre la base B i l'emissor E del transistor, constitueixen junts la tensió de referència de 2,5V.L’estructura d’etapa intermèdia del TL431 equival a un circuit d’amplificador diferencial, mentre que la seva etapa de sortida adopta una estructura de Darlington.Per tant, el TL431 no només té una funció de referència de tensió integrada internament, sinó que també integra la funció d’un circuit d’amplificador operatiu.

Segons la seva funció, el TL431 consisteix en una tensió de referència de 2,5V integrada internament, un autonomia diferencial i un transistor de col·leccionista obert.A continuació es mostra un diagrama simplificat del TL431.Quan la tensió del passador de tensió de referència és inferior a la tensió de referència interna de 2,5V, l’ampli OP produeix un nivell baix, moment en què el triode es troba en estat fora, no hi ha corrent al TL431 (ignorant la petita fugaactual);i quan la tensió del passador de tensió de referència és superior a la tensió de referència interna, l’ampli OP produeix un nivell alt, el triode condueix i treu el corrent del càtode i entra ràpidament a la regió de saturació.Només quan la tensió del passador de tensió de referència estigui molt a prop de la tensió de referència, el triode funcionarà a l’àrea d’amplificació, des del càtode per extreure un corrent constant.L'anàlisi mostra que en l'alimentació de commutació, l'estructura original que requereix tensió de referència discreta i un AMP OP per a la retroalimentació es pot substituir bé per TL431.

Quan utilitzeu el TL431, hauríem de parar atenció als aspectes següents.

El corrent mínim que flueix pel TL431 s’ha de mantenir per sobre d’1mA, en cas contrari, perdrà el rendiment de la regulació de tensió.Al mateix temps, el corrent màxim no pot superar els 100mA per evitar danyar el TL431.

Atès que la tensió de referència interna VREF del TL431 es manté pel corrent del càtode, i aquest corrent ha de ser superior a un determinat llindar per assegurar un funcionament normal, cal prestar una atenció especial durant l'aplicació: quan el pol de sortida del TL431 estigui alEstat de tall, el càtode encara necessita mantenir un corrent de retenció superior a 0,2mA;Quan el pol de sortida està en saturació, la tensió entre els pols ha de ser almenys superior a 2,2V per assegurar -se que el TL431 pot funcionar normalment.

Prenent el paquet comú a 92 com a exemple, el consum màxim d’energia de TL431 és de 0,7W.De fet, el consum d’energia P de TL431 al circuit es pot calcular mitjançant la fórmula p = vo*i, on VO és la tensió de sortida i I és el corrent mitjançant TL431.Per tant, quan la sortida no supera els 5V, el TL431 pot produir un corrent màxim de 140mA;Quan la tensió de sortida és de 7V, només pot produir un corrent de 10mA a causa de les limitacions de consum d'energia.Típicament, el consum d'energia del TL431 oscil·la entre 0,5 W a 1,2W.Quan funciona a alta temperatura, d’alta tensió o condicions de corrent elevada, hem de prestar una atenció especial a la ventilació, la dissipació de calor i la seguretat del circuit global per evitar la degradació del rendiment o els danys causats per un consum excessiu d’energia.

En seleccionar materials i establir -nos, hauríem de donar prioritat a les resistències de precisió del mateix tipus amb coeficient de temperatura petita, baix soroll i gran capacitat de potència per assegurar l'estabilitat i la fiabilitat.Segons la fórmula Vo = 2,5*(1+R1/R2), quan VO és un màxim de 36V, podem calcular que la proporció màxima de R1 a R2 és 13,4, és a dir, el valor màxim de R1 hauria de ser 13,4 vegadesla de R2.A més, a causa de l’elevat guany de bucle obert i la velocitat de resposta ràpida de TL431, quan el punt de mostreig (és a dir, el punt de connexió de R1 i R2) està molt lluny dels dos pols, el circuit és propens a la superacióexcitació.Per tant, a l’hora de dissenyar i utilitzar, hem de prestar especial atenció a la ubicació del punt de mostreig per evitar aquesta situació.

Sí, és un díode Zener programable.La tensió de sortida oscil·la entre 2,5 volts i 36 volts.La tolerància de la tensió de sortida serà de ± 4 per cent.El corrent de sortida o el corrent de lavabo oscil·la entre 1 mA a 100 mA.

El TL431 és la referència estàndard de tensió estàndard de shunt.El TLV431 és una opció de referència de tensió inferior del TLV, però també té algunes especificacions diferents.

El TL431 en una configuració de bucle obert s’utilitza sovint com a comparador de tensió, monitor de subvaltatge, monitor de sobretensió, detector de tensió de la finestra i molts altres tipus d’usos.El TL431 és una referència de tensió de shunt que s'utilitza habitualment per a aquestes aplicacions.

Quan el TL431 està danyat, si no hi ha cap reemplaçament del mateix model, es pot substituir directament per KA431, μA431, LM431, YL431, S431, etc. Les lletres de sufix TL431 indiquen un nivell de producte i un rang de temperatura de funcionament.

Els dispositius TL431 i TL432 són reguladors de shunt ajustables a tres terminals, amb una estabilitat tèrmica especificada sobre els intervals de temperatura automobilístics, comercials i militars aplicables.La tensió de sortida es pot configurar a qualsevol valor entre VREF (aproximadament 2,5 V) i 36 V, amb dues resistències externes.