Elektronik devreler tasarlanırken genellikle düşük güçlü bir voltaj regülatörüne veya bir referans voltaj kaynağına ihtiyaç duyulur. Bir dizi sabit voltaj, regüle edilmemiş entegre stabilizatörler tarafından kapatılır. Ayarlanabilir yapı çip LM317, ancak bazı doğal kusurları ve genellikle gereksiz işlevleri vardır. Çoğu durumda TL431 yongası sorunu çözerek 2,5 ila 36 V arasında ayarlanabilen düşük güçlü kararlı bir voltaj kaynağı elde etmenizi sağlar.
İçerik
TL431 çipi nedir?
Yirminci yüzyılın 70'lerinde geliştirilen bu mikro devre genellikle “ayarlanabilir zener diyot” olarak adlandırılır ve şemada iki klasik sonuca sahip bir zener diyotu olarak gösterilir - bir anot ve bir katot. Amacı daha sonra tartışılacak olan üçüncü bir sonuç daha var. Mikro montaj gibi görünüyor zener diyot hiç hatırlamıyor. Geleneksel bir mikro devre gibi çeşitli paket seçeneklerinde üretilir. Başlangıçta, sadece delikli (gerçek delik) bir kart için seçenekler yapıldı, SMD teknolojilerinin gelişmesiyle TL431, farklı sayıda pimli popüler SOT'lar dahil olmak üzere yüzeye monte paketlere “paketlenmeye” başladı. Çalışma için gereken minimum bacak sayısı 3'tür. Bazı durumlarda daha fazla pin bulunur. Fazla bacaklar ya hiçbir yere bağlı değil ya da çoğaltılmış.
TL431'in Temel Özellikleri
Elektronik devrelerin geliştirilmesinde ortaya çıkan görevlerin yüzde 90'ından fazlasını gerçekleştirmek için bilgisi yeterli olan temel özellikler:
- çıkış voltajı sınırları - 2,5 ... 36 V (bu, modern regülatörlerin 1,5 V'luk bir alt sınırına sahip olması nedeniyle eksilere atfedilebilir);
- en yüksek akım 100 mA'dır (küçük, orta güçlü bir zener diyotuyla karşılaştırılabilir, bu nedenle mikro devreyi aşırı yüklememelisiniz, koruması yoktur);
- iç direnç (eşdeğer iki terminalli ağın empedansı) - yaklaşık 0,22 Ohm;
- dinamik direnç - 0,2 ... 0,5 Ohm;
- pasaport değeri Uref = 2.495 V, doğruluk - seriye bağlı olarak, ± %0.5 ila ± %2;
- TL431С – 0…+70 °С için çalışma sıcaklığı aralığı, TL431A için – eksi 40…+85 °С.
Parametrelerin sıcaklığa bağımlılığının grafikleri dahil olmak üzere diğer özellikler veri sayfasında bulunabilir. Ancak çoğu durumda bunlara ihtiyaç duyulmaz.
Sonuçların amacı ve çalışma prensibi
Mikro devrenin iç yapısını analiz ederken, zener diyotuyla karşılaştırmanın oldukça keyfi olduğu ortaya çıkıyor.
Hepsinden önemlisi, TL431'in yapısı bir karşılaştırıcıyı andırıyor. Ters çevirme çıkışına 2,5 V'luk bir referans voltajı Vref uygulanır.Bu voltaj stabilize edilir, bu nedenle çıkış da kararlı olacaktır. Tersine çevrilmeyen çıktı dışarı çıkarılır. Uygulanan voltaj referans voltajını geçmiyorsa, karşılaştırıcı çıkışı sıfır, transistör kapalı, akım akmıyor. Doğrudan girişteki voltaj 2,5 V'u aşarsa, diferansiyel amplifikatörün çıkışında pozitif bir seviye belirir, transistör açılır ve akım içinden akmaya başlar. Bu akım dış dirençle sınırlıdır. Bu davranış, bir zener diyotuna ters voltaj uygulandığında çığ bozulmasına benzer. Diyot, mikro devrenin ters açılmasına karşı koruma sağlamak için tasarlanmıştır.
Önemli! Voltaj referans pimi bağlantısız bırakılmamalıdır ve minimum 4µA akım gerektirir.
Aslında, bu şema şartlıdır - yalnızca işin doğasını açıklamak için uygundur. Gerçekte, her şey diğer ilkelere göre uygulanır. Yani devrenin içinde 2,5 V referans gerilimi olan bir nokta bulamazsınız.
Anahtarlama devrelerine örnekler
TL431 anahtarlama devresi seçeneklerinden biri geleneksel bir karşılaştırıcıdır. Üzerine bir tür eşik rölesi oluşturabilirsiniz - örneğin, seviye rölesi, aydınlatma rölesi vb. Yalnızca referans voltaj kaynağı yerleşiktir ve ayarlanamaz, bu nedenle sensörden geçen akım ve voltaj düşüşü düzenlenir.
Sensöre 2,5 V düştüğünde, mikro devrenin çıkış transistörü açılır, LED üzerinden akım akar ve yanar. LED yerine düşük güçlü bir röle veya yükü değiştiren bir transistör anahtarı kullanabilirsiniz. Direnç R1, karşılaştırıcının çalışma seviyesini ayarlamak için kullanılabilir. R2 bir balast görevi görür ve LED üzerinden akımı sınırlar.
Ancak böyle bir dahil etme, TL431'in tüm özelliklerini kullanmayı mümkün kılmaz - karşılaştırıcı, bu tür röleler için daha uygun olan diğer herhangi bir mikro devre üzerine kurulabilir.Aynı montaj başka amaçlar için tasarlanmıştır.
TL431'i paralel regülatör modunda açmak için en basit devre 2,5 V'luk bir referans voltaj kaynağıdır, bunun için sadece bir balast gereklidir. direnç, bu çıkış transistörü üzerinden akımı sınırlayacaktır.
Önemli! Klasik zener diyot anahtarlama devresinden farklı olarak çıkışa paralel kondansatör takmamalısınız. Bu parazitik salınımlara yol açabilir. Genel olarak, geliştiriciler çıkış gürültüsünü azaltmak için önlemler aldığından buna gerek yoktur. Ancak bu nedenle, mikro devre, geleneksel bir zener diyotu gibi bir gürültü üreteci için temel olarak kullanılamaz.
Daha tam olarak, mikro devrenin yetenekleri, R1 ve R2 dirençleri tarafından oluşturulan bir geri besleme devresinde kullanılır.
Güç uygulandığında, çıkış voltajı birkaç mikrosaniye içinde yükselir ve stabilize olur (dönüş hızı standart değildir). Ustab ayarlandı bölücü, Ustab=2.495*(1+R2/R1) formülü ile hesaplanabilir. Hesaplarken, böyle bir dahil etme ile iç direncin (1 + R2 / R1) kat arttığı akılda tutulmalıdır.
Sabitleyicinin yük kapasitesini, ek bir devreyi açarak klasik şekilde artırabilirsiniz. bipolar transistör.
Önemli! Transistör mutlaka geri besleme döngüsü devresine dahil edilmiştir.
Böyle bir dahil etme, devreyi paralel bir regülatöre dönüştürür ve giriş voltajının çıkış voltajını aşmasını gerektirir. Verimliliği Uout/Uin oranını aşamaz. Bu, dengeleyicinin parametrelerini kötüleştirir, bu nedenle alan etkili bir transistör kullanmak daha iyidir, üzerindeki voltaj düşüşü daha azdır.
Burada, giriş ve çıkış voltajı arasındaki gerekli farkın daha küçük olması nedeniyle verimlilik daha yüksektir, ancak transistör kapısı için ek bir güç kaynağı gereklidir - voltajı Vin'i aşmalıdır.
TL431'de bir akım dengeleyici monte edebilirsiniz.
Transistörün kollektör devresindeki akım, Istab \u003d Vref / R1'e eşit olacaktır.
Aynı devre iki terminalli bir ağ şeklinde dahil edilirse, bir akım sınırlayıcı elde edilir.
Akım Io=Vref/R1+Ika ile sınırlı olacaktır. Balast direncinin değeri, hfe'nin transistör kazancı olduğu Rb=Uin(Io/hfe+Ika) koşullarından seçilmelidir. Bu fonksiyona sahip bir multimetre ile ölçülebilir.
Radyo amatörleri, standart olmayan kapanımlarda mikro devreler kullanır. TL431'in kendi kendini heyecanlandırma eğilimi vardır, bu bir dezavantajdır. Ancak bu, voltaj kontrollü jeneratörler olarak kullanılmasını mümkün kılar. Bunu yapmak için çıkışa bir kapasitör takılmıştır.
analoglar nelerdir
Mikro devre, profesyoneller ve elektronik meraklıları dünyasında yüksek bir popülerliğe sahiptir. Bu nedenle birçok üretici tarafından üretilmektedir. Dünyaca ünlü şirketler Texas Instruments (geliştirici olarak), Motorola, Fairchild Semiconductor ve diğerleri, orijinal adı altında bir mikro devre üretiyor. Vref = 2.75 V ve bir buçuk kat artan maksimum çalışma akımı ile daha önce piyasaya sürülen TL430 dengeleyiciden bahsetmemek mümkün değil. Ancak bu mikro devre daha az talep gördü ve SMD montajı çağının başlangıcına kadar yaşamadı.
Diğer üreticiler, diğer harf endekslerine sahip bir voltaj regülatörü üretirler, ancak adlarında her zaman 431 sayıları vardır (aksi takdirde tüketici, bilinmeyen mikro devreye dikkat etmeyecektir). Piyasada bulunanlar:
- KA431AZ;
- KIA431;
- HA17431VP;
- IR9431N
ve işlevselliğe benzer diğer mikro devreler. Ancak az bilinen ve bilinmeyen üreticilerin ürünleri, parametrelere uygunluğu garanti etmez.
KT-26 paketinde üretilen (düşük güçlü bir transistöre benzer) bir yerli analog - KR142EN19A var. Orijinal çipe tamamen benzer, ancak bazı özellikler biraz farklıdır. Böylece, iç direnç <0.5 Ohm içinde normalleştirilir.
Bahsetmeye değer, SG6105 PWM denetleyicisidir. TL431 ile tamamen aynı olan iki dahili stabilizatör içerir. Ayrı terminalleri vardır ve referans voltaj kaynakları olarak kullanılabilirler.
TL431 yongasının performansı nasıl kontrol edilir
Mikro devre oldukça karmaşık bir iç yapıya sahiptir, bu nedenle bir test cihazı tarafından kontrol edilemez. Her durumda, bir tür şema toplamanız gerekecek. Düzenlenmiş bir güç kaynağı varsa, üç direnç ve bir LED gerekir.
Güç kaynağının voltajı 36 V'tan fazla olmamalıdır. R1, maksimum voltajda LED'den geçen akımın 10-15 mA'yı geçmemesi için seçilir. R1 ve R3 oranı, maksimum kaynak voltajında, R3'e 2,5 V'tan fazla ve tercihen 3'ten fazla düşecek şekilde olmalıdır. Çıkış voltajı, R3'teki eşiğe ulaşmak için 0 V'tan yükseldiğinde, LED yanıp söner, bu, mikro devrenin çalıştığı anlamına gelir. LED'i kuramazsınız, ancak katottaki voltajı ölçün - aniden değişmelidir.
Regüle edilmiş bir kaynak yoksa ancak sabit voltajlı bir güç kaynağı varsa R3 yerine potansiyometre kullanmanız gerekecektir. Motor her iki yönde de döndüğünde LED yanmalı ve sönmelidir.
Elektronik bileşen pazarı, çok geniş bir entegre voltaj regülatörü yelpazesi sunar.Ancak kapsam çok geniştir, pek çok mikro devre türü piyasada kendi nişlerine sahiptir. 431 TL dahil.
Benzer makaleler:
