TL431 spänningsregulator detaljerad guide
2024-04-17 16089

TL431 är ett tre-terminal kontrollerat precisionsreferensintegrerat chip med god temperaturstabilitet.På grund av dess höga noggrannhet, låg lugnström och utgångsbrus används det allmänt i en mängd elektroniska enheter, såsom automatisk kontroll, krafthantering och kraftkonvertering.För att hjälpa alla att ha en bättre förståelse av TL431 har den här artikeln sammanställt relevant information om TL431.Kom och ta en titt.

Tl431 är en 2,50V till 36V justerbar precisionshuntregulator tillsammans producerad av Texas Instruments Incorporated (TI) och Motorola införlivade i USA.Den har förmågan att justera strömutgången och fungerar som referensspänningskälla.TL431 -serien inkluderar TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, totalt sex modeller.Dessa modeller delar en identisk intern kretstruktur med endast mindre skillnader i tekniska indikatorer.På grund av dess kompakta storlek, precisionsjusterbar referensspänning och stor utgångsström kan TL431 användas för att utforma olika regulatorer.Dess prestandaegenskaper inkluderar kontinuerligt justerbar utgångsspänning upp till 36V, ett brett driftsström från 0,1 mA till 100 mA, ett typiskt dynamiskt motstånd på 0,22 ohm och låg utgångsbrus.Dessutom har den en maximal ingångsspänning på 37V, en maximal driftsström på 150 mA, en intern referensspänning på 2,5V och ett utgångsspänningsområde från 2,5V till 30V.

Referensspänningsnoggrannheten för TL431 kan nå ± 2 procent eller högre, vilket gör att den kan ge stabila och exakta utgångsspänningar över ett brett spänningsområde.

TL431 har snabbt dynamiskt svar.Den kan snabbt justera utgångsspänningen som svar på strömförsörjningsbelastningsändringar, vilket säkerställer en stabil strömförsörjningsutgång.

När TL431 integrerar en felförstärkare och en referensspänningskälla förenklar den kretsdesign, minskar kretsstorleken och sänker strömförsörjningskostnaderna.

Utgångsspänningen för TL431 kan justeras med två externa motstånd, vilket erbjuder ett justeringsområde från 2,5V till 36V, tillräcklig för olika strömförsörjningskretsar.

Ström-, spännings- och wattbedömningarna för alla enheter indikerar dess effektbehov, dvs hur mycket ström och spänning är tillräckliga för dess drift.Följande tabell tillhandahåller TL431: s nuvarande, kraft och spänningsgraderingar.

För att mäta om prestandan för TL431 är bra måste vi identifiera dess stift som referensterminal, anod och katod.Efter att ha bekräftat stiften kan vi följa stegen nedan för att mäta.Först justerar vi multimetern till RXLK -blocket, ansluter den svarta pennan till anoden och den röda pennan till katoden.Det som mäts vid denna tid är TL431: s frammotstånd.Därefter utbytar vi testledarna, det vill säga den svarta pennan är ansluten till katoden och den röda pennan är ansluten till anoden.För närvarande bör oändligt omvänd motstånd visas.Detta innebär att när strömmen flyter från anoden till katoden kan TL431 aktiveras normalt;Och när strömmen flyter från katoden till anoden stängs TL431.Därefter håller vi fortfarande multimeterområdet vid RXLK -blocket, ansluter den svarta pennan till referensterminalen och den röda pennan till katoden.För närvarande bör det inte finnas någon ström som flyter genom det, det vill säga det finns ingen indikation på mätaren.Sedan, när vi rör vid den svarta pennan med ena handen och anoden med den andra handen, bör pekaren svänga betydligt.När denna situation uppfylls är stiftet berört för hand referensterminalen.Det sista steget är att kortsluta referensterminalen och anoden, det vill säga tillåter ström att flyta från referensterminalen och anoden samtidigt.I det här fallet, om den svarta testledningen är ansluten till katoden och den röda testledningen är ansluten till anoden, kommer det vanligtvis att finnas en mindre spänningsfall;Omvänt, om den svarta testledningen är ansluten till anoden och den röda testledningen är ansluten till katoden, kommer det i allmänhet att finnas en relativt stor spänningsfall.Principen för denna mätning är baserad på de olika spänningsdropparna i TL431 under framåt- och omvänd ledning.

Spänningsmonitor

Krancrets

Shuntregulator

Precision nuvarande begränsare

Shuntregulator med hög ström

PWM -omvandlare med referens

Precision High-Current Series Regulator

TL431 har tre stift, som är referensterminalen, anoden och katoden.För att skilja dessa tre stift kan vi ordna dem från vänster till höger med logotypen mot oss.Specifikt är referensterminalen stiftet som används för att mata in referensspänningen;Anoden är stiftet genom vilken strömmen flyter;och katoden är stiftet från vilken strömmen flyter ut.I praktiska tillämpningar är katoden vanligtvis ansluten till den positiva polen för kraftförsörjningen genom ett strömbegränsande motstånd, medan anoden är ansluten till kraftförsörjningen negativa polen.Dess stiftdiagram är som följer:

Stift 1 (referens): Denna stift ställer in spänningsgraden för Zener -dioden.

Stift 2 (anod): anod av motsvarande zenerdiode

Stift 3 (katod): katod av motsvarande zenerdiode

TL431 är en tre terminal justerbar shuntregulator med utmärkt stabilitet.Det används ofta som en justerbar spänningsreferens.Dess yttre struktur består av tre stift: katod, anod och referensspänning.Den inre strukturen är som visas i figuren.I de flesta tillämpningar av TL431 är anoden vanligtvis ansluten till marken, och en del av katodströmmen flyter genom spegelströmkällan i det nedre vänstra hörnet av blockdiagrammet.Den spänningsfall som genereras av denna ström på motståndet, plus spänningsfallet mellan bas B och emitterar på transistorn utgör tillsammans referensspänningen på 2,5V.TL431: s mellanliggande stegstruktur motsvarar en differentiell förstärkarkrets, medan dess utgångssteg antar en Darlington -struktur.Därför har TL431 inte bara en internt integrerad spänningsreferensfunktion utan integrerar också funktionen för en operationell förstärkarkrets.

Enligt dess funktion består TL431 av en internt integrerad 2.5V-referensspänning, en differentiell op-amp och en öppen samlartransistor.Ett förenklat diagram över TL431 visas nedan.När spänningen på referensspänningsstiftet är lägre än den inre referensspänningen på 2,5V, matar upp-amp en låg nivå, vid vilken tidpunkt trioden är i off-tillståndet, flyter ingen ström i TL431 (ignorerar den lilla läckningennuvarande);Och när spänningen på referensspänningsstiftet är högre än den inre referensspänningen, matar upp-AMP en hög nivå, trioden leder och drar ström från katoden och går snabbt in i mättnadsregionen.Först när spänningen på referensspänningsstiftet är mycket nära referensspänningen, kommer trioden att fungera i amplifieringsområdet, från katoden för att extrahera en konstant ström.Analysen visar att vid växling av strömförsörjning kan den ursprungliga strukturen som kräver diskret referensspänning och op-amp för återkoppling väl ersättas av TL431.

När vi använder TL431 bör vi vara uppmärksamma på följande aspekter.

Den minsta strömmen som strömmar genom TL431 måste hållas över 1 mA, annars kommer den att förlora sin spänningregleringsprestanda.Samtidigt kan den maximala strömmen inte överstiga 100MA för att undvika att skada TL431.

Eftersom den interna referensspänningen VREF för TL431 upprätthålls av katodströmmen, och denna ström måste vara högre än en viss tröskel för att säkerställa normal drift, måste särskild uppmärksamhet ägnas under applicering: När utgångspolen för TL431 är i The I är i The TL431Avstängningstillstånd, katoden måste fortfarande upprätthålla en innehavström större än 0,2 mA;När utgångspolen är i mättnad måste spänningen mellan polerna vara minst större än 2,2V för att säkerställa att TL431 kan fungera normalt.

Med det gemensamma TO-92-paketet som ett exempel är den maximala effektförbrukningen för TL431 0,7W.Faktum är att strömförbrukningen P för TL431 i kretsen kan beräknas med formeln P = VO*I, där VO är utgångsspänningen och jag är strömmen genom TL431.Därför, när utgången inte överstiger 5V, kan TL431 mata ut en maximal ström på 140 mA;När utgångsspänningen är 7V kan den endast mata ut en ström på 10 mA på grund av strömförbrukningsbegränsningar.Vanligtvis varierar kraftförbrukningen för TL431 från 0,5W till 1,2W.När det fungerar under hög temperatur, högspänning eller höga strömförhållanden, måste vi ägna särskild uppmärksamhet åt ventilation, värmeavledning och säkerheten för den totala kretsen för att förhindra prestanda nedbrytning eller skador orsakade av överdriven strömförbrukning.

När vi väljer material och lägger ut, bör vi prioritera precisionsmotstånd av samma typ med liten temperaturkoefficient, lågt brus och stor effektkapacitet för att säkerställa stabilitet och tillförlitlighet.Enligt formeln VO = 2,5*(1+R1/R2), när VO är maximalt 36V, kan vi beräkna att det maximala förhållandet R1 till R2 är 13,4, det vill säga det maximala värdet på R1 bör vara 13,4 gångerdet för R2.På grund av den höga öppen slingförstärkningen och den snabba svarshastigheten för TL431, när provtagningspunkten (det vill säga anslutningspunkten för R1 och R2) är långt borta från de två polerna, är kretsen benägen att överskrida självexcitation.Därför, när vi utformar och använder, måste vi ägna särskild uppmärksamhet åt platsen för provtagningspunkten för att undvika denna situation.

Ja, det är en programmerbar zenerdiod.Utgångsspänningen sträcker sig från 2,5 volt till 36 volt.Utgångsspänningsoleransen är ± 4 procent.Utgångsströmmen eller handfatströmmen sträcker sig från 1 mA till 100 mA.

TL431 är den ursprungliga standardskuntspänningsreferensen.TLV431 är ett lägre spänningsreferensalternativ för TLV men har också vissa olika specifikationer.

TL431 i en öppen slingkonfiguration används ofta som en spännings komparator, undervoltagmonitor, överspänningsmonitor, fönsterspänningsdetektor och många andra typer av användningsområden.TL431 är en shuntspänningsreferens som vanligtvis används för dessa applikationer.

När TL431 skadas, om det inte finns någon ersättning av samma modell, kan den direkt ersättas med KA431, μA431, LM431, YL431, S431, etc. TL431 -efterträdare indikerar produktnivå och driftstemperaturområde.

TL431- och TL432-enheterna är tre terminala justerbara shuntregulatorer, med specificerad termisk stabilitet över tillämpliga fordons-, kommersiella och militära temperaturintervall.Utgångsspänningen kan ställas in på vilket värde som helst mellan VREF (cirka 2,5 V) och 36 V, med två externa motstånd.