TL431 -Spannungsregler Detaillierter Handbuch
2024-04-17 16076

TL431 ist ein Drei-terminal kontrollierter Präzisionsreferenz-integriertes Chip mit guter Temperaturstabilität.Aufgrund seiner hohen Genauigkeit, des geringen Ruhestroms und seiner Ausgangsrauschen wird es in einer Vielzahl von elektronischen Geräten wie automatischer Steuerung, Stromverwaltung und Stromumwandlung häufig eingesetzt.Um jedem zu helfen, TL431 besser zu verstehen, hat dieser Artikel relevante Informationen zu TL431 zusammengestellt.Komm und schau mal.

TL431 ist ein 2,50 V bis 36 V einstellbarer Präzisions -Shunt -Regler, der gemeinsam von Texas Instruments Incorporated (TI) und Motorola in den USA integriert wurde.Es hat die Fähigkeit einer einstellbaren Stromausgabe und dient als Referenzspannungsquelle.Die TL431 -Serie umfasst TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, insgesamt sechs Modelle.Diese Modelle haben eine identische interne Schaltungsstruktur mit nur geringfügigen Unterschieden in den technischen Indikatoren.Aufgrund seiner kompakten Größe, der präzisen einstellbaren Referenzspannung und des großen Ausgangsstroms kann der TL431 verwendet werden, um eine Vielzahl von Regulatoren zu entwerfen.Die Leistungseigenschaften umfassen kontinuierlich einstellbare Ausgangsspannung bis zu 36 V, einen breiten Betriebsstrombereich von 0,1 mA bis 100 mA, einen typischen dynamischen Widerstand von 0,22 Ohm und niedrigem Ausgangsrauschen.Darüber hinaus hat es eine maximale Eingangsspannung von 37 V, einen maximalen Betriebsstrom von 150 mA, eine interne Referenzspannung von 2,5 V und einen Ausgangsspannungsbereich von 2,5 V bis 30 V.

Die Referenzspannungsgenauigkeit des TL431 kann ± 2 Prozent oder höher erreichen, sodass sie stabile und genaue Ausgangsspannungen über einen weiten Spannungsbereich bereitstellen können.

TL431 verfügt über eine schnelle dynamische Reaktion.Es kann die Ausgangsspannung als Reaktion auf Änderungen der Netzteillast schnell einstellen und eine stabile Netzteilleistung sicherstellen.

Da der TL431 einen Fehlerverstärker und eine Referenzspannungsquelle integriert, vereinfacht er das Schaltungsdesign, reduziert die Schaltungsgröße und senkt die Stromversorgungskosten.

Die Ausgangsspannung des TL431 kann mit zwei externen Widerständen eingestellt werden, was einen Einstellbereich von 2,5 V und 36 V bietet, der für verschiedene Stromversorgungsschaltungen ausreicht.

Die Strom-, Spannungs- und Wattagestufe eines jeden Geräts geben seinen Leistungsanforderungen an, d. H. Wie viel Strom und Spannung für seinen Betrieb ausreichen.Die folgende Tabelle liefert die Strom-, Leistungs- und Spannungsbewertungen des TL431.

Um zu messen, ob die Leistung des TL431 gut ist, müssen wir seine Stifte als Referenzanschluss, Anode und Kathode identifizieren.Nach der Bestätigung der Stifte können wir die folgenden Schritte ausführen, um zu messen.Zunächst passen wir den Bereich des Multimeters an den RXLK -Block an und verbinden den schwarzen Stift an die Anode und den roten Stift mit der Kathode.Was zu diesem Zeitpunkt gemessen wird, ist der Vorwärtsbeständigkeit des TL431.Als nächstes vertauschen wir die Testleitungen, dh der schwarze Stift ist mit der Kathode verbunden und der rote Stift ist mit der Anode verbunden.Zu diesem Zeitpunkt sollte unendlich umgekehrter Widerstand angezeigt werden.Dies bedeutet, dass der TL431, wenn der Strom von der Anode zur Kathode fließt, normal eingeschaltet werden kann;und wenn der Strom von der Kathode zur Anode fließt, wird der TL431 ausgeschaltet.Als nächstes halten wir den Multimeter -Bereich am RXLK -Block und verbinden den schwarzen Stift mit dem Referenzterminal und dem roten Stift mit der Kathode.Zu diesem Zeitpunkt sollte es keinen Strom geben, der durch ihn fließt, das heißt, es gibt keinen Hinweis auf das Messgerät.Wenn wir dann den schwarzen Stift mit einer Hand und der Anode mit der anderen Hand berühren, sollte der Zeiger erheblich schwingen.Wenn diese Situation erfüllt ist, ist der von Hand berührte Stift das Referenzterminal.Der letzte Schritt besteht darin, den Referenzanschluss und die Anode kurz zu kurz zu bringen, dh gleichzeitig den Strom aus dem Referenzanschluss und der Anode zu ermöglichen.In diesem Fall gibt es in der Regel einen kleineren Spannungsabfall, wenn die schwarze Testleitung an die Kathode angeschlossen ist und die rote Testleitung an die Anode angeschlossen ist.Umgekehrt wird es im Allgemeinen einen relativ großen Spannungsabfall geben, wenn die schwarze Testleitung an die Anode angeschlossen ist und die rote Testleitung an die Kathode angeschlossen ist.Das Prinzip dieser Messung basiert auf den unterschiedlichen Spannungsabfällen des TL431 während der Vorwärts- und Rückwärtsleitung.

Spannungsmonitor

Brechkreis

Shunt -Regler

Präzisionsstrombegrenzer

Hochstrombisch-Shunt-Regler

PWM -Konverter mit Referenz

Präzisionsregulator mit hoher Stromreihe

Der TL431 verfügt über drei Stifte, nämlich die Referenzanlage, Anode und Kathode.Um diese drei Stifte zu unterscheiden, können wir sie von links nach rechts mit dem uns gegenüberliegenden Logo arrangieren.Insbesondere ist der Referenzanschluss der Pin, der zum Eingeben der Referenzspannung verwendet wird.Die Anode ist der Stift, durch den der Strom fließt;und die Kathode ist der Stift, aus dem der Strom ausfließt.In praktischen Anwendungen ist die Kathode normalerweise mit dem positiven Pol der Stromversorgung durch einen Stromlimitwiderstand verbunden, während die Anode mit dem negativen Pol der Stromversorgung verbunden ist.Das Pin -Diagramm lautet wie folgt:

Pin 1 (Referenz): Dieser Pin legt die Spannungsbewertung der Zenerdiode fest.

Pin 2 (Anode): Anode der äquivalenten Zenerdiode

Pin 3 (Kathode): Kathode der äquivalenten Zenerdiode

Der TL431 ist ein verstellbarer Shunt-Regler mit drei terminalem Shunt mit ausgezeichneter Stabilität.Es wird oft als einstellbare Spannungsreferenz verwendet.Seine externe Struktur besteht aus drei Stiften: Kathode, Anode und Referenzspannung.Die interne Struktur ist wie in der Abbildung dargestellt.In den meisten Anwendungen des TL431 ist die Anode normalerweise mit dem Boden verbunden, und ein Teil des Kathodenstroms fließt durch die Spiegelstromquelle in der unteren linken Ecke des Blockdiagramms.Der durch diesen Strom auf dem Widerstand erzeugte Spannungsabfall sowie der Spannungsabfall zwischen der Basis B und dem Emitter E des Transistors bilden zusammen die Referenzspannung von 2,5 V.Die Zwischenstufungsstruktur des TL431 entspricht einer Differentialverstärkerschaltung, während die Ausgangsstufe eine Darlington -Struktur annimmt.Daher hat der TL431 nicht nur eine intern integrierte Spannungsreferenzfunktion, sondern auch die Funktion eines operativen Verstärkungskreislaufs.

Nach seiner Funktion besteht der TL431 aus einer intern integrierten 2,5-V-Referenzspannung, einem differentiellen Operationsverstärker und einem offenen Sammlertransistor.Ein vereinfachtes Diagramm des TL431 ist unten gezeigt.Wenn die Spannung am Referenzspannungsstift niedriger ist als die interne Referenzspannung von 2,5 V, gibt der OP-Ampere einen niedrigen Niveau aus. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Triode im Aus-Status, kein Strom fließt im TL431 (ignoriert die winzige Leckageaktuell);Wenn die Spannung am Referenzspannungspin höher ist als die interne Referenzspannung, reicht der Op-Ampere einen hohen Niveau aus, die Triode leitet und zeichnet Strom aus der Kathode und tritt schnell in den Sättigungsbereich ein.Nur wenn die Spannung am Referenzspannungsstift sehr nahe an der Referenzspannung liegt, funktioniert die Triode im Verstärkungsbereich von der Kathode, um einen konstanten Strom zu extrahieren.Die Analyse zeigt, dass bei der Schaltleistung die ursprüngliche Struktur, die eine diskrete Referenzspannung und den Operationsverstärker für Rückkopplungen erfordert, durch TL431 gut ersetzt werden kann.

Bei der Verwendung des TL431 sollten wir auf die folgenden Aspekte achten.

Der Mindeststrom, der durch den TL431 fließt, muss über 1 mA gehalten werden, andernfalls verliert er seine Leistung der Spannungsregulierung.Gleichzeitig darf der maximale Strom 100 mA nicht überschreiten, um die Beschädigung des TL431 zu vermeiden.

Da die interne Referenzspannung VREF des TL431 vom Kathodenstrom aufrechterhalten wird und dieser Strom höher sein muss als ein bestimmter Schwellenwert, um den normalen Betrieb zu gewährleisten, muss während der Anwendung besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden: Wenn der Ausgangspol des TL431 in der istGrenzzustand muss die Kathode noch einen Haltestrom von mehr als 0,2 mA beibehalten.Wenn sich der Ausgangspol in der Sättigung befindet, muss die Spannung zwischen den Polen mindestens mehr als 2,2 V betragen, um sicherzustellen, dass der TL431 normal funktionieren kann.

Wenn Sie das gemeinsame TO-92-Paket als Beispiel einnehmen, beträgt der maximale Stromverbrauch von TL431 0,7 W.Tatsächlich kann der Stromverbrauch P von TL431 in der Schaltung durch die Formel p = vo*i berechnet werden, wobei VO die Ausgangsspannung und I der Strom durch TL431 ist.Wenn der Ausgang 5 V nicht überschreitet, kann der TL431 einen maximalen Strom von 140 mA ausgeben.Wenn die Ausgangsspannung 7 V ist, kann sie aufgrund von Leistungsverbrauchsbeschränkungen nur einen Strom von 10 mA ausgeben.Typischerweise liegt der Stromverbrauch des TL431 von 0,5 W bis 1,2 W.Wenn es unter hoher Temperatur, hoher Spannung oder hohen Strombedingungen arbeitet, müssen wir besondere Aufmerksamkeit auf die Belüftung, Wärmeableitung und die Sicherheit des Gesamtkreises achten, um die Leistungsverschlechterung oder die durch übermäßigen Stromverbrauch verursachten Schäden zu verhindern.

Bei der Auswahl von Materialien und beim Ablegen sollten wir Präzisionswiderständen desselben Typs mit geringem Temperaturkoeffizienten, niedrigem Rauschen und großer Leistungspflicht vorrangig machen, um Stabilität und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.Gemäß der Formel VO = 2,5*(1+R1/R2) können wir, wenn Vo maximal 36 V ist, berechnen, dass das maximale Verhältnis von R1 zu R2 13,4 beträgt, dh der maximale Wert von R1 sollte 13,4 -fache betragen solltedas von R2.Aufgrund der Hochverstärkung mit hohem Open-Kreislauf und schneller Reaktionsgeschwindigkeit von TL431 ist die Schaltung, wenn der Stichprobenpunkt (dh der Verbindungspunkt von R1 und R2) weit weg von den beiden Polen istErregung.Daher müssen wir beim Entwerfen und Gebrauch den Standort des Stichprobenpunkts besondere Aufmerksamkeit schenken, um diese Situation zu vermeiden.

Ja, es ist eine programmierbare Zenerdiode.Die Ausgangsspannung reicht von 2,5 Volt bis 36 Volt.Die Ausgangsspannungstoleranz beträgt ± 4 Prozent.Der Ausgangsstrom oder der Sinkstrom reicht von 1 mA bis 100 mA.

Der TL431 ist die ursprüngliche Standard -Shunt -Spannungsreferenz.Der TLV431 ist eine niedrigere Spannungsreferenzoption des TLV, hat aber auch einige unterschiedliche Spezifikationen.

Der TL431 in einer Open-Loop-Konfiguration wird häufig als Spannungsvergleich, Unterspannungsmonitor, Überspannungsmonitor, Fensterspannungsdetektor und viele andere Arten von Verwendungen verwendet.Der TL431 ist eine Shunt -Spannungsreferenz, die üblicherweise für diese Anwendungen verwendet wird.

Wenn der TL431 beschädigt ist, kann es direkt durch KA431, μA431, LM431, YL431, S431 usw. ersetzt werden, wenn es keinen Austausch desselben Modells gibt.

Die TL431- und TL432-Geräte sind drei terminale einstellbare Shunt-Regulatoren mit fester thermischer Stabilität gegenüber den anwendbaren Bereiche Automobil-, Handels- und Militärtemperaturbereiche.Die Ausgangsspannung kann auf jeden Wert zwischen VREF (ungefähr 2,5 V) und 36 V mit zwei externen Widerständen eingestellt werden.