Palju õnne 

431 arvutus. Kuidas testida TL431 pinge võrdlust. Zeneri dioodi lülitusahel TL431

Nikolai Petrušov

TL431, mis "metsaline" see on?

Riis. 1 TL431.

TL431 loodi 70ndate lõpus ja seda kasutatakse praegu laialdaselt tööstuses ja raadioamatöörtegevuses.
Kuid vaatamata oma märkimisväärsele vanusele pole kõik raadioamatöörid selle imelise korpuse ja selle võimalustega lähedalt tuttavad.
Kavandatavas artiklis proovin raadioamatööre selle mikroskeemiga tutvustada.

Alustuseks vaatame, mis selle sees on, ja pöördume mikrolülituse dokumentatsiooni, "andmelehe" poole (muide, selle mikroskeemi analoogid on KA431 ja meie mikroskeemid KR142EN19A, K1156EP5x).
Ja selle sees on kümmekond transistorit ja ainult kolm väljundit, mis see siis on?


Riis. 2 TL431 seade.

Selgub, et kõik on väga lihtne. Sees on tavaline operatsioonivõimendi (plokkskeemil kolmnurk), millel on väljundtransistor ja pinge referents.
Ainult siin mängib see ahel veidi erinevat rolli, nimelt zeneri dioodi rolli. Seda nimetatakse ka "kontrollitud Zeneri dioodiks".
Kuidas ta töötab?
Vaatame TL431 plokkskeemi joonisel 2. Skeemilt on näha, et operatsioonivõimendil on (väga stabiilne) sisseehitatud 2,5-voldine võrdluspinge (väike ruut), mis on ühendatud pöördsisendiga, üks otsesisend (R), transistor operatsioonivõimendi väljundis, kollektor (K) ja emitter (A), mis on kombineeritud võimendi toiteklemmide ja polaarsuse ümberpööramise eest kaitsva dioodiga. Selle transistori maksimaalne koormusvool on kuni 100 mA, maksimaalne pinge kuni 36 volti.


Riis. 3 Sokkel TL431.

Nüüd analüüsime joonisel 4 näidatud lihtsa vooluahela näitel, kuidas see kõik töötab.
Teame juba, et mikroskeemi sees on sisseehitatud võrdluspinge allikas - 2,5 volti. Mikroskeemide esimestes väljaannetes, mida nimetati TL430-ks, oli sisseehitatud allika pinge 3 volti, hilisemates versioonides ulatub see 1,5 voltini.
See tähendab, et väljundtransistori avanemiseks on vaja operatiivvõimendi sisendile (R) rakendada pinge, mis on veidi kõrgem kui võrdluspinge 2,5 volti (eesliide "veidi" võib ära jätta, kuna vahe on mitu millivolti ja edaspidi eeldame, et sisendile tuleb panna etaloniga võrdne pinge), siis tekib operatiivvõimendi väljundisse pinge ja avaneb väljundtransistor.
Lihtsamalt öeldes on TL431 midagi väljatransistor (või lihtsalt transistor), mis avaneb, kui selle sisendile rakendatakse pinget 2,5 volti (või rohkem). Väljundtransistori avanemis-sulgemise lävi on siin väga stabiilne tänu sisseehitatud stabiilse tugipingeallika olemasolule.


Riis. neli Skeem TL431 peal.

Skeemilt (joonis 4) on näha, et TL431 mikroskeemi sisendisse R on ühendatud takistitelt R2 ja R3 tulev pingejagur, takisti R1 piirab LED-i voolu.
Kuna jaotustakistid on samad (toitepinge jagatakse pooleks), siis avaneb võimendi väljundtransistor (TL-ki), kui toitepinge on 5 volti või rohkem (5/2 = 2,5). Sel juhul antakse jaoturist R2-R3 sisendisse R 2,5 volti.
See tähendab, et meie LED süttib (väljundtransistor avaneb), kui toitepinge on 5 volti või rohkem. See kustub vastavalt, kui allika pinge on alla 5 volti.
Kui suurendate jagaja õla takisti R3 takistust, on vaja toiteallika pinget tõsta rohkem kui 5 volti, et jagurilt R2- tarnitava mikrolülituse sisendis R oleks pinge. R3 jõuda uuesti 2,5 volti ja väljundtransistor TL avaneb -ki.

Selgub, et kui see pingejagur (R2-R3) on ühendatud PSU väljundiga ja TL-katood PSU juhttransistori aluse või väravaga, siis vahetades jagaja hoobasid, näiteks muutes selle väärtust. R3, on võimalik selle toiteallika väljundpinget muuta, kuna sel juhul muutub ka TL-ki stabiliseerimispinge (väljundtransistori avanemispinge) - see tähendab, et saame juhitava zeneri dioodi .
Või kui valite jaguri ilma seda tulevikus muutmata, saate PSU väljundpinge kindla väärtusega rangelt fikseerida.

Järeldus;- kui mikrolülitust kasutatakse zeneri dioodina (selle põhieesmärk), siis jaguri R2-R3 takistuste valimisel saame teha zeneri dioodi mis tahes stabiliseerimispingega vahemikus 2,5–36 volti (maksimaalne piirang vastavalt "andmelehele").
Stabiliseerimispinge 2,5 volti - saadakse ilma jagurita, kui TL-ki sisend on ühendatud selle katoodiga, st sulgege järeldused 1 ja 3.

Siis tekib rohkem küsimusi. Kas on võimalik näiteks TL431 asendada tavalise opampiga?
- See on võimalik ainult siis, kui on soov kujundada, kuid on vaja kokku panna oma 2,5-voldine võrdluspinge allikas ja anda opampile toide eraldi väljundtransistorist, kuna selle tarbitav vool võib täiturmehhanismi avada . Sel juhul saate võrdluspinge teha mis iganes soovite (mitte tingimata 2,5 volti), seejärel peate TL431-ga koos kasutatava jaguri takistuse ümber arvutama, nii et antud PSU väljundpinge korral oleks toitepinge mikrolülituse sisendile on võrdne referentsiga.

Veel üks küsimus - kas TL431 on võimalik kasutada tavalise komparaatorina ja selle peale kokku panna näiteks termostaat või midagi sellist?

See on võimalik, kuid kuna see erineb tavapärasest võrdlusseadmest sisseehitatud võrdluspingeallika olemasolu tõttu, on vooluahel palju lihtsam. Näiteks see;


Riis. viis Termostaat TL431 peal.

Siin on termistor (termistor) temperatuuriandur ja see vähendab temperatuuri tõustes oma takistust, st. on negatiivne TCR (Temperature Coefficient of Resistance). PTC termistorid, st. mille takistus suureneb temperatuuri tõustes – nimetatakse posistoriteks.
Selles termostaadis, kui temperatuur ületab seatud taseme (reguleeritud muutuva takistiga), töötab relee või mõni täiturmehhanism ja kontaktid lülitavad koormuse välja (soojendid) või lülitavad sõltuvalt näiteks ventilaatorid sisse ülesande kohta.
Sellel vooluahelal on väike hüsterees ja selle suurendamiseks on vaja tihvtide 1-3 vahele viia OOS, näiteks häälestustakisti 1,0 - 0,5 mOhm ja valida selle väärtus eksperimentaalselt, olenevalt nõutavast hüstereesist.
Kui on vaja, et täiturmehhanism töötaks, kui temperatuur langeb, siis tuleb andur ja regulaatorid vahetada, see tähendab, et termistor peaks olema ülemises õlas ja muutuv takistus takistiga alumisse.
Ja kokkuvõttes saate hõlpsalt aru saada, kuidas töötab TL431 kiip transiiveri võimsas toiteahelas, mis on näidatud joonisel 6, ning millist rolli mängivad siin takistid R8 ja R9 ning kuidas need on valitud.

Riis. 6 Võimas toiteallikas 13 volti, 22 amprit.

Elektrooniline komponent tl 431 on üks integraallülitustest, mille masstootmine on alates 1978. aastast. Seda kasutatakse laialdaselt enamikes arvutite toiteallikates, televiisorites ja muudes koduseadmetes täpselt programmeeritava pinge etalonina. Praktikas on tl431 sisselülitamiseks mitu skeemi.

Elektroonilise elemendi seade

Mikroskeemil on lihtne konstruktsioon, mis koosneb järgmistest elementidest: korpus, operatiivvõimendi (operatsioonivõimendi), väljundtransistor tl431 ja tugipingeallikas. Selle mikroskeemi eripäraks on see, et see täidab zeneri dioodi funktsioone.

Operatiivvõimendi (-), transistori emitteri ja maanduse pöördsisendiga on ühendatud kõrge stabiilsusega 2,5-voldine tugipingeallikas, kasutades kahte ühist punkti, samuti on rõhu etalonahelasse lisatud ränidiood. See on loodud vältima pöördvoolu teket ja kaitseb polaarsuse muutumise eest. Otsesisend ® on mõeldud signaalide vastuvõtmiseks teistelt plaatidelt, samuti võimendi toiteks. See on dioodi kaudu ühendatud transistori kollektoriga ka ühispunkti kaudu. Operatsioonivõimendi väljund on ühendatud transistori alusega.

Tuleb meeles pidada, et selle seeria mikroskeemides kasutatav transistor on võimeline taluma kuni 0,1 A ja 36 V koormusi.

Toimimispõhimõte

Mikrolülituse töö põhineb op-amp'i otsesisendile üle tugisisendi pinge ületamise põhimõttel. Kui U (otsesisendpinge) on väiksem või võrdne kui Vref (väljundi tugipinge), tekib sarnane madalpinge, mille tõttu transistor ei avane ja vool ei liigu läbi anood-katoodi ahela. Niipea, kui U ületab opvõimendi väljundis Vref, tekib pinge, mis võib transistori sisse lülitada ja panna katoodilt anoodile voolama voolu, mis paneb mikroskeemi tööle.

Pinout tl341

TL 341 on kolme kontaktiga mikrolülitus. Igal jalal on oma nimi 1 - viide (väljund), 2 - anood (anood) ja 3 - katood (katood).

Praktikas on pinout erinev ja sõltub tootja poolt toote valmistamise käigus valitud korpuse tüübist. TL431 on saadaval mitmesugustes pakendites, alates iidsest TO-92-st kuni kaasaegse SOT-23-ni. Tl431 pistikupesa, olenevalt korpuse tüübist, on näidatud joonisel 3.

Tl431 kodumaised analoogid on KR142EN19A ja K1156EP5T mikroskeemid. Välismaiste analoogide hulka kuuluvad:

  • KA431AZ;
  • KIA431;
  • HA17431VP;
  • IR9431N;
  • AME431BxxxxBZ;
  • AS431A1D;
  • LM431BCM.

Tehnilised andmed

Tl 341 kiibi peamised tehnilised omadused on järgmised:

Karakteristikutest on näha, et mikrolülitust saab kasutada üsna laia pingevahemikuga, kuid voolu kandevõime on väga väike. Tõsisemaks saamiseks ühendatakse katoodahelasse võimsad transistorid, mis reguleerivad väljundparameetreid.

Vahetusskeemid

Tl 431 kiip on integreeritud zeneri diood. Sellel on kolm lülitusskeemi:

  • 2,48 V juures (1);
  • 3,3 V juures (2);
  • kell 14 V.

Valik 1: 2,48 V ahel.

Zeneri dioodi 2,48-voldine lülitusahel on varustatud üheastmelise muunduriga. Töövoolu keskmine väärtus sellises süsteemis on 5,3 A. Ref-väljundile (võrdluspingeahel) on monteeritud kahest paralleelselt ühendatud takistist (mõlemad 2,4 ja 2,26 kΩ) koosnev ahel. Need takistid on eelnevalt varustatud pingega 5 V, mis pärast ahela läbimist muutub 2,48-ks.

Zeneri dioodi tundlikkuse suurendamiseks kasutatakse erinevaid modulaatoreid, peamiselt dipooltüüpi, mille mahtuvus on alla 3 pF (pikofarad). Zeneri dioodid on ühendatud katoodiga.

Valik 2: 3,3 V lülitusahel.

3,3 V lülitusahelas kasutatakse ka üheastmelist muundurit ja katoodiga ühendatud 1 kΩ takistit. Takistuse ette asetatakse kolmanda osapoole 3 V toiteallikas. (Ref) kontaktiga on ühendatud maandusega ühendatud 10 nF kondensaator. Sellises vooluringis olev anood on istutatud otse maapinnale ning katood- ja sisendahelad on ühendatud kahe ühise punktiga.

Selle lülitusahela probleemiks on lühise (lühise) suur tõenäosus. Lühise ohu vähendamiseks paigaldatakse zeneri dioodide järele kaitse.

Signaali võimendamiseks ühendatakse väljundiga spetsiaalsed filtrid. Sellises lülitusahelas on keskmised pinge- ja voolunäitajad 5 V / 3,5 A ning stabiliseerimise täpsus on alla 3%. Zeneri diood on ühendatud läbi vektoradapteri, seega tuleb valida mõistliku tüüpi transistor Modulaatori keskmine mahtuvus peaks olema 4,2 pF. Päästikuid saab kasutada voolujuhtivuse suurendamiseks.

Kiibil põhinevad sõltumatud seadmed

Seda kiipi kasutatakse telerite ja arvutite toiteallikates. Kuid selle põhjal on võimalik koostada sõltumatuid elektriskeeme, millest mõned on:

  • voolu stabilisaator;
  • heli indikaator.

voolu stabilisaator

Voolu stabilisaator on üks lihtsamaid vooluahelaid, mida saab rakendada tl 341 kiibil. See koosneb järgmistest elementidest:

  • toiteallikas;
  • takistus R 1 ühendatud ühise punkti abil + elektriliiniga;
  • šundi takistus R 2 - elektriliinidele;
  • transistor, mille emitter on ühendatud liiniga läbi takisti R 2, kollektor väljundiga - liiniga ja alus ühise punkti kaudu mikrolülituse katoodiga;
  • tl 341 mikroskeeme, mille anood on ühendatud liiniga ühise voolu abil ja ref viik on samuti ühendatud transistori emitteri ahelaga ühispunkti abil.

Peamist rolli selles vooluringis mängib šundi takisti R 2, mis tagasiside tõttu määrab väärtuse, pinge on 2,5 V. Seetõttu on väljundvool järgmine: I = 2,5 / R2.

Heli indikaator

Tl 341-l põhinev heliindikaator on joonisel 5 näidatud lihtne vooluahel

Sellist heliindikaatorit saab kasutada veetaseme jälgimiseks mis tahes anumas. Andur on elektrooniline lülitus korpuses, millel on kaks roostevabast terasest väljundelektroodi, millest üks asub teisest 20 mm kõrgemal.

Hetkel, mil anduri juhtmed puutuvad kokku veega, takistus väheneb ja tl 341 lülitub takistite R 1 ja R 2 kaudu lineaarrežiimile. See aitab kaasa automaatse genereerimise ilmnemisele resonantssagedusel ja helisignaali tekkele. .

Funktsiooni test multimeetriga

Paljud küsivad küsimust, kuidas tl431 multimeetriga kontrollida. Vastus sellele on piisavalt lihtne, et kontrollida tl341 kiipi või selle modifikatsioone tl431a peate tegema järgmist:

  1. Koguge kiibi ja võtme abil lihtne testahel.
  2. Sulgege lülitusahel ja tehke mõõtmised. Multimeeter peaks näitama võrdluspinge väärtust - 2,5 V.
  3. Avage ahel ja tehke mõõtmised. Arvesti näidik peaks näitama 5 V.

Integreeritud stabilisaatorit TL431 kasutatakse peamiselt toiteallikates. Siiski on sellel palju rohkem kasutusviise. Mõned neist skeemidest on selles artiklis näidatud.

See artikkel räägib lihtsatest ja kasulikest seadmetest, mis on valmistatud kasutades TL431 kiibid. Kuid sel juhul ärge kartke sõna "mikroskeem", sellel on ainult kolm väljundit ja väliselt näeb see välja nagu lihtne väikese võimsusega transistor TO90 pakendis.

Kõigepealt väike ajalugu

Juhtus nii, et kõik elektroonikainsenerid teavad maagilisi numbreid 431, 494. Mis see on?

TEXAS INSTRUMENTS oli pooljuhtide ajastu alguses. Kogu selle aja on see olnud elektroonikakomponentide tootmise maailma liidrite edetabelis esikohal, hoides kindlalt oma kohta esikümnes või, nagu sageli öeldakse, maailma edetabelis TOP-10. Esimese integraallülituse lõi 1958. aastal selle ettevõtte töötaja Jack Kilby.

Nüüd toodab TI laia valikut mikroskeeme, mille nimi algab eesliidetega TL ja SN. Need on vastavalt analoog- ja loogilised (digitaalsed) mikroskeemid, mis on igaveseks TI ajalukku sisenenud ja leiavad siiani kõige laiemat rakendust.

"Maagiliste" mikroskeemide loendis esimeste seas tuleks ilmselt kaaluda. Selle mikrolülituse kolmeklemmilises pakendis on peidetud 10 transistorit ja selle funktsioon on sama, mis tavalisel zeneri dioodil (Zeneri diood).

Kuid selle tüsistuse tõttu on mikrolülitusel suurem termiline stabiilsus ja karakteristiku suurenenud järsus. Selle peamine omadus on see, et stabiliseerimispinge abil on võimalik muuta 2,5 ... 30 V piires. Viimastel mudelitel on alumine lävi 1,25 V.

TL431 lõi TI töötaja Barney Holland seitsmekümnendate alguses. Siis kopeeris ta teise firma stabilisaatorikiipi. Me ütleksime, et koorimine, mitte kopeerimine. Nii laenas Barney Holland algsest mikroskeemist võrdluspingeallika ja juba selle alusel lõi ta eraldi stabilisaatori mikroskeemi. Alguses kandis see nime TL430 ja pärast mõningaid täiustusi TL431.

Sellest ajast on möödunud palju aega ja nüüd pole ühtegi arvuti toiteallikat, kus see poleks rakendust leidnud. Samuti leiab see rakendust peaaegu kõigis väikese võimsusega lülitustoiteallikates. Üks neist allikatest on nüüd igas kodus – see on mobiiltelefonide jaoks. Sellist pikaealisust võib ainult kadestada. Joonisel 1 on näidatud TL431 plokkskeem.

Joonis 1. TL431 funktsionaalne skeem.

Barney Holland lõi ka mitte vähem kuulsa ja endiselt nõutud TL494 kiibi. See on push-pull PWM-kontroller, mille põhjal loodi palju lülitustoiteallikate mudeleid. Seetõttu kuulub ka number 494 õigustatult "maagiasse".

Ja nüüd liigume edasi erinevate TL431 kiibil põhinevate disainilahenduste kaalumisele.

Indikaatorid ja signaalseadmed

TL431 kiipi saab kasutada mitte ainult ettenähtud otstarbel zeneri dioodina toiteallikates. Selle põhjal on võimalik luua erinevaid valgusindikaatoreid ja isegi helisignaalseadmeid. Selliste seadmete abil saab jälgida paljusid erinevaid parameetreid.

Esiteks on see lihtsalt elekter. Kui aga mis tahes füüsikalist suurust kujutatakse andurite abil pingena, siis saab teha seadme, mis kontrollib näiteks veetaset anumas, temperatuuri ja niiskust, vedeliku või gaasi valgustust või rõhku.

Sellise signaalimisseadme töö põhineb asjaolul, et kui zeneri dioodi DA1 (kontakt 1) juhtelektroodi pinge on alla 2,5 V, on zeneri diood suletud, läbib seda ainult väike vool, kuna reeglina mitte rohkem kui 0,3 ... 0,4 mA. Kuid sellest voolust piisab HL1 LED-i väga nõrgaks säraks. Selle nähtuse vältimiseks piisab, kui ühendada LED-iga paralleelselt takisti takistusega umbes 2 ... 3 KΩ. Ülepinge signalisatsiooniseadme vooluahel on näidatud joonisel 2.

Joonis 2. Ülepinge signalisatsiooniseade.

Kui pinge juhtelektroodil ületab 2,5 V, avaneb zeneri diood ja HL1 LED süttib. vajalik voolupiirang Zeneri dioodi DA1 ja LED HL1 kaudu tagab takisti R3. Zeneri dioodi maksimaalne vool on 100 mA, samas kui HL1 LED-i sama parameeter on ainult 20 mA. Sellest tingimusest arvutatakse takisti R3 takistus. täpsemalt saab seda takistust arvutada alloleva valemi abil.

R3 \u003d (Upit - Uhl - Uda) / Ihl. Siin kasutatakse järgmisi tähistusi: Upit - toitepinge, Uhl - LED-i alalispinge langus, Uda pinge avatud kiibil (tavaliselt 2 V), Ihl LED vool (määratud 5 ... 15 mA piires). Samuti ei tohiks unustada, et TL431 zeneri dioodi maksimaalne pinge on ainult 36 V. Seda parameetrit ei saa ka ületada.

Häire tase

Juhtelektroodi pinge, mille juures HL1 LED (Uz) süttib, seatakse jaguri R1, R2 abil. jagaja parameetrid arvutatakse järgmise valemiga:

R2 \u003d 2,5 * R1 / (Uz - 2,5). Reaktsiooniläve täpsemaks seadistamiseks võite takisti R2 asemel paigaldada häälestustakisti, mille nimiväärtus on poolteist korda suurem, kui arvutuse järgi selgus. Pärast häälestamist saab selle asendada konstantse takistiga, mille takistus on võrdne trimmeri sisestatud osa takistusega.

Mõnikord peate juhtima mitut pingetaset. Sel juhul on vaja kolme sellist signalisatsiooniseadet, millest igaüks on seatud oma pingele. Seega on võimalik luua terve rida näitajaid, lineaarne skaala.

LED-ist HL1 ja takistist R3 koosneva indikatsiooniahela toiteks saate kasutada eraldi, isegi stabiliseerimata toiteallikat. Sel juhul rakendatakse juhitav pinge takisti R1 ülemisele väljundile vastavalt vooluringile, mis tuleks takistist R3 lahti ühendada. Selle kaasamise korral võib juhitav pinge olla vahemikus kolm kuni mitukümmend volti.

Joonis 3. Alapinge indikaator.

Selle ahela erinevus eelmisest seisneb selles, et LED on erinevalt sisse lülitatud. Sellist kaasamist nimetatakse pöördvõrdeliseks, kuna LED süttib, kui mikroskeem on suletud. Kui juhitav pinge ületab jaguri R1, R2 seatud läve, on mikroskeem avatud ja vool voolab läbi takisti R3 ja mikrolülituse tihvtide 3 - 2 (katood - anood).

Mikroskeemil on sel juhul pingelangus 2 V, millest LED-i süttimiseks ei piisa. Tagamaks, et LED ei sütti, paigaldatakse sellega järjestikku kaks dioodi. Teatud tüüpi LED-id, näiteks sinine, valge ja teatud tüüpi roheline, süttivad, kui nende pinge ületab 2,2 V. Sel juhul paigaldatakse dioodide VD1, VD2 asemel traadi džemprid.

Kui juhitav pinge muutub väiksemaks kui jagaja R1 seatud pinge, siis R2 mikroskeem sulgub, pinge selle väljundis on palju suurem kui 2 V, nii et HL1 LED süttib.

Kui soovite juhtida ainult pinge muutust, saab indikaatori kokku panna vastavalt joonisel 4 näidatud vooluringile.

Joonis 4. Pingemuutuse indikaator.

See indikaator kasutab kahevärvilist LED-i HL1. Kui jälgitav pinge ületab läviväärtust, süttib punane LED ja pinge alandamisel roheline LED.

Juhul, kui pinge on määratud läve lähedal (ligikaudu 0,05 ... 0,1 V), kustuvad mõlemad indikaatorid, kuna zeneri dioodi ülekandekarakteristikul on täpselt määratletud järsus.

Kui soovite jälgida mistahes füüsikalise suuruse muutumist, siis takisti R2 saab asendada anduriga, mis muudab takistust keskkonna mõjul. Sarnane seade on näidatud joonisel 5.

Joonis 5. Keskkonnaparameetrite seire skeem.

Tavaliselt näitab üks diagramm mitut andurit korraga. Kui on, siis see toimib. Kuni valgustus on kõrge, on fototransistor avatud ja selle takistus madal. Seetõttu on pinge juhtväljundil DA1 väiksem kui lävi, mille tulemusena LED ei sütti.

Kui valgustus väheneb, suureneb fototransistori takistus, mis põhjustab juhtväljundi DA1 pinge tõusu. Kui see pinge ületab läve (2,5 V), avaneb zeneri diood ja LED-tuli süttib.

Kui fototransistori asemel on seadme sisendiga ühendatud termistor, näiteks MMT-seeria, saadakse temperatuuriindikaator: kui temperatuur langeb, süttib LED.

Sama skeemi saab rakendada ka näiteks maa puhul. Selleks tuleks termistori või fototransistori asemel ühendada roostevabast terasest elektroodid, mis tuleks üksteisest mingil kaugusel maasse torgata. Kui maapind kuivab seadistamise ajal määratud tasemeni, süttib LED.

Seadme töölävi seatakse kõigil juhtudel muutuva takisti R1 abil.

Lisaks loetletud valgusindikaatoritele on võimalik TL431 kiibile kokku panna heliindikaator. Sellise indikaatori skeem on näidatud joonisel 6.

Joonis 6. Vedeliku taseme helisignaal.

Vedeliku, näiteks vannis oleva vee taseme kontrollimiseks on vooluringiga ühendatud kahest roostevabast plaadist koosnev andur, mis asuvad üksteisest mitme millimeetri kaugusel.

Kui vesi jõuab andurini, väheneb selle takistus ja mikroskeem läheb takistite R1 R2 kaudu lineaarsesse režiimi. Seetõttu toimub isegenereerimine piesokeraamilise emitteri HA1 resonantssagedusel, mille juures kõlab helisignaal.

ZP-3 emitterit saab kasutada emitterina. seade töötab pingega 5…12 V. See võimaldab toita isegi galvaaniliste patareidega, mis võimaldab seda kasutada erinevates kohtades, sh vannitoas.

TL434 kiibi peamine ulatus on loomulikult toiteallikad. Kuid nagu näete, ei piirdu mikroskeemi võimalused sellega.

Boriss Aladõškin

Sellest artiklist õpime, kuidas integreeritud pingeregulaator TL431 töötab reguleeritud toiteallikates.

Tehniliselt TL431 nimetatakse programmeeritavaks šundiregulaatoriks, lihtsate sõnadega võib seda määratleda kui reguleeritud zeneri dioodi. Vaatame selle spetsifikatsiooni ja kasutusjuhiseid.

Zeneri dioodil TL431 on järgmised põhifunktsioonid:

  • Määratud või programmeeritav väljundpinge kuni 36 volti
  • Madal väljundtakistus umbes 0,2 oomi
  • Ribalaius kuni 100 mA
  • Erinevalt tavalistest Zeneri dioodidest on TL431 müra tekitamine tühine.
  • Kiire ümberlülitamine.

Üldine kirjeldus TL431

TL431 on reguleeritav või programmeeritav pingeregulaator.
Soovitud väljundpinget saab seadistada ainult kahe välise (pingejaguri) abil, mis on ühendatud REF kontaktiga.

Allolev diagramm näitab seadme sisemist plokkskeemi ja PIN-koodi.

TL431 pinout

Zeneri dioodi lülitusahel TL431

Nüüd vaatame, kuidas seda seadet praktilistes ahelates kasutada. Allolev diagramm näitab, kuidas TL431 saab kasutada tavapärase pingeregulaatorina:

Ülaltoodud joonis näitab, kuidas vaid paari takisti ja TL431 abil saate regulaatori, mis töötab vahemikus 2,5 ... 36 volti. R1 on muutuv takisti, mida kasutatakse väljundpinge reguleerimiseks.

Takistite takistuse arvutamiseks kehtib järgmine valem, kui soovime saada mingit kindlat pinget.

Vo = (1 + R1/R2)Vref

78xx (7805,7808,7812 ..) ja TL431 seeria stabilisaatorite kombineeritud kasutamisel saab kasutada järgmist skeemi:

Katood TL431 on ühendatud ühise klemmiga 78xx. 78xx väljund on ühendatud ühe punkttakisti pingejaguriga, mis määrab väljundpinge.

Ülaltoodud TL431 kasutusmustrid on piiratud 100 mA maksimaalse väljundvooluga.

Suurema väljundvoolu saamiseks võib kasutada järgmist ahelat.

Ülaltoodud ahelas on enamik komponente sarnased ülaltoodud tavalise regulaatoriga, välja arvatud siin, et katood on ühendatud takisti kaudu positiivsega ja nende ühenduspunktiga on ühendatud puhvertransistori alus. Regulaatori väljundvool sõltub selle transistori võimsusest.

Taotlused TL431 jaoks

Ülaltoodud TL431 rakendusi saab kasutada kõikjal, kus on vaja väljundpinge või võrdluspinge täpsust. Seda kasutatakse nüüd laialdaselt lülitustoiteallikates, et genereerida täpset pinge etalonväärtust.

(allalaaditud: 846)

TL431 on integreeritud zeneri diood. Ahelas mängib see võrdluspingeallika rolli. Esitatud elementi kasutatakse reeglina toiteallikates. Zeneri dioodi seade on üsna lihtne. Kokku kasutab mudel kolme väljundit. Olenevalt modifikatsioonist võib korpuses paikneda kuni kümme transistorit. TL431 eripäraks peetakse head termilist stabiilsust.

Lülitusahel 2,48 V jaoks

Zeneri dioodil TL431 on 2,48 V lülitusahel koos üheastmelise muunduriga. Keskmiselt ulatub töövool süsteemis tasemeni 5,3 A. Signaali edastamiseks saab kasutada erineva pingejuhtivusega takisteid. Nende seadmete stabiliseerimise täpsus varieerub umbes 2%.

Zeneri dioodi tundlikkuse suurendamiseks kasutatakse erinevaid modulaatoreid. Reeglina valitakse dipooli tüüp. Nende mahtuvus ei ületa keskmiselt 3 pF. Kuid sel juhul sõltub palju voolu juhtivusest. Elementide ülekuumenemise ohu vähendamiseks kasutatakse laiendajaid. Zeneri dioodid on ühendatud läbi katoodi.

3,3 V seadme sisselülitamine

Zeneri dioodil TL431 eeldab 3,3 V lülitusahel üheastmelise muunduri kasutamist. Impulsside edastamiseks mõeldud takistid on selektiivset tüüpi. Isegi TL431 zeneri dioodil on 3,3-voldise lülitusahelal väikese võimsusega modulaator. Riski vähendamiseks kasutatakse kaitsmeid. Tavaliselt paigaldatakse need zeneri dioodide taha.

Signaali võimendamiseks ei saa te ilma filtriteta hakkama. Keskmiselt kõigub lävipinge umbes 5 vatti. Süsteemi töövool ei ületa 3,5 A. Stabiliseerimise täpsus ei ületa reeglina 3%. Samuti on oluline märkida, et zeneri dioodi saab ühendada vektoradapteri kaudu. Sel juhul valitakse transistor mõistliku tüübina. Keskmiselt peaks modulaatori mahtuvus olema 4,2 pF. Türistoreid kasutatakse nii faasi kui ka avatud tüüpi. Voolujuhtivuse suurendamiseks on vaja päästikuid.

Praeguseks on need elemendid varustatud erineva võimsusega võimenditega. Keskmiselt ulatub süsteemi lävipinge 3,1 W-ni. Töövoolu indikaator kõigub umbes 3,5 A. Samuti on oluline arvestada väljundtakistusega. Esitatud parameeter ei tohi olla suurem kui 80 oomi.

Ühendus 14 V vooluringiga

Zeneri dioodil TL431 eeldab 14 V lülitusahel skalaarmuunduri kasutamist. Keskmiselt on lävipinge 3 vatti. Töövool ei ületa reeglina 5 A. Samal ajal kõigub lubatud ülekoormus 4 Ah ümber. Samuti on Zeneri dioodil TL431 14 V lülitusahel, millel on nii ühepooluselised kui ka kahepooluselised võimendid. Juhtivuse parandamiseks ei saa tetoodita hakkama. Seda saab kasutada ühe või kahe filtriga.

A-seeria Zeneri dioodid

Toiteallikate ja inverterite jaoks kasutatakse A TL431 seeriat. Kuidas kontrollida, kas element on õigesti ühendatud? Tegelikult saab seda teha testeri abil. Takistuse lävinäidik peab olema 80 oomi. Seade on võimeline töötama üheastmeliste ja vektortüüpi muundurite kaudu. Sel juhul kasutatakse takisteid koos voodriga.

Kui me räägime parameetritest, siis vooluahel ei ületa 5 vatti. Sel juhul kõigub töövool umbes 3,4 A. Transistori ülekuumenemise ohu vähendamiseks kasutatakse laiendusi. A-seeria mudelite puhul sobivad need ainult lülitatavale tüübile. Seadme tundlikkuse suurendamiseks on vaja võimsaid modulaatoreid. Keskmiselt ei ületa väljundtakistuse parameeter 70 oomi.

CLP-seeria seadmed

Zeneri dioodide TL431 lülitusahelal on üheastmelised muundurid. CLP-mudelit võite kohata nii inverterites kui ka paljudes kodumasinates. Zeneri dioodi lävipinge kõigub umbes 3 vatti. Töö alalisvool on 3,5 A. Elementide stabiliseerimistäpsus ei ületa 2,5%. Väljundsignaali reguleerimiseks kasutatakse erinevat tüüpi modulaatoreid. Päästikud valitakse sel juhul koos võimenditega.

ACLP seeria Zeneri dioodid

Zeneri dioodide TL431 lülitusahelal on vektor- või skalaarmuundurid. Kui arvestada esimest võimalust, siis töövoolu tase ei ületa 4 A. Sel juhul on stabiliseerimise täpsus ligikaudu 4%. Signaali võimendamiseks kasutatakse trigereid, aga ka türistoreid.

Kui arvestada ühendusskeemi skalaarmuunduriga, kasutatakse modulaatoreid mahtuvusega umbes 6 pF. Otseselt kasutatakse resonantstüüpi transistore. Signaali võimendamiseks sobivad tavapärased trigerid. Samuti on oluline märkida, et seadme tundlikkuse indeks kõigub umbes 20 mV.

AC mudelid

Dipoolinverterite jaoks kasutatakse sageli kirsi vahelduvvoolu TL431 zeneri dioode. Kuidas kontrollida ühendatud elemendi funktsionaalsust? Seda saab teha tavalise testeri abil. Väljundtakistuse parameeter ei tohi olla suurem kui 70 oomi. Samuti on oluline märkida, et selle seeria seadmed lülitatakse sisse vektormuunduri kaudu.

Sel juhul skalaarsed modifikatsioonid ei sobi. See on suuresti tingitud madalast voolujuhtivuse lävest. Samuti on oluline märkida, et nimipinge ei ületa 4 vatti. Töövoolu ahelas hoitakse 2 A. Soojuskadude vähendamiseks kasutatakse erinevaid türistoreid. Praeguseks on toodetud laiendus- ja faasimuudatusi.

KT-26 korpusega mudelid

Kodumajapidamises kasutatavates elektriseadmetes leidub TL431 zeneri dioode sageli KT-26 korpusega. Lülitusahel eeldab dipoolmodulaatorite kasutamist. Neid toodetakse erineva voolujuhtivusega. Süsteemi maksimaalne tundlikkuse parameeter kõigub 430 mV ümber.

Otseväljundi impedants ei ulatu üle 70 oomi. Päästikuid kasutatakse sel juhul ainult koos võimenditega. Lühise ohu vähendamiseks kasutatakse avatud ja suletud tüüpi filtreid. Zeneri dioodi otseühendus toimub läbi katoodi.

Korpus KT-47

TL431 (stabilisaator) koos KT-47 korpusega võib leida erineva võimsusega toiteallikatest. Elementide kaasamise skeem eeldab vektormuundurite kasutamist. Vooluahelate modulaator sobib võimsusele kuni 4 pF. Seadmete otsene väljundtakistus on ligikaudu 70 oomi. Zeneri dioodide juhtivuse parandamiseks kasutatakse ainult tala tüüpi tetroode. Stabiliseerimise täpsus ei ületa reeglina 2%.

5 V toiteallikatele

5 V toiteallikates lülitatakse TL431 sisse erineva voolujuhtivusega võimendite kaudu. Otsemuundureid kasutatakse üheastmelist tüüpi. Mõnel juhul rakendatakse ka vektori modifikatsioone. Keskmine väljundtakistus on umbes 90 oomi. Seadmetes on stabiliseerimise täpsus 2%. Plokilaiendeid kasutatakse nii lülitatud kui ka avatud tüüpides. Päästikuid saab kasutada ainult filtritega. Tänapäeval toodetakse neid ühe ja mitme elemendiga.

10 V plokkide ühendusskeem

Zeneri dioodi toiteallikasse lisamise skeem hõlmab üheastmelise või vektormuunduri kasutamist. Kui arvestada esimest võimalust, valitakse modulaator mahtuvusega 4 pF. Sel juhul kasutatakse päästikut ainult koos võimenditega. Mõnikord kasutatakse zeneri dioodi tundlikkuse suurendamiseks filtreid. Ahela lävipinge on keskmiselt 5,5 vatti. Süsteemi töövool kõigub 3,2 A ümber.

Stabiliseerimisparameeter ei ületa reeglina 3%. Kui arvestada vektormuunduriga vooluringi, siis me ei saa ilma transiiverita hakkama. Seda saab kasutada nii avatud kui ka kromaatiliselt. Modulaator on paigaldatud mahtuvusega 5,2 pF. Laiendus on üsna haruldane. Mõnel juhul on see võimeline suurendama zeneri dioodi tundlikkust. Siiski on oluline arvestada, et elemendi soojuskaod suurenevad oluliselt.

15 V plokkide skeem

Zeneri diood TL431 lülitatakse sisse 15 V ploki kaudu, kasutades üheastmelist muundurit. Modulaator sobib omakorda 5 pF mahtuvusega. Takistid kasutatakse eranditult selektiivset tüüpi. Kui arvestada päästikutega modifikatsioone, siis lävipinge parameeter ei ületa 3 W. Stabiliseerimise täpsus on umbes 3%. Süsteemi filtrid sobivad nii avatud kui ka suletud tüüpidele.

Samuti on oluline märkida, et vooluringi saab paigaldada laiendaja. Praeguseks toodetakse mudeleid peamiselt kommuteeritud tüüpi. Transiiveritega modifikatsioonide puhul ei ületa voolujuhtivus 4 mikronit. Sel juhul kõigub zeneri dioodi tundlikkuse indeks umbes 30 mV. Väljundtakistus ulatub sel juhul ligikaudu 80 oomini.

Autode inverterite jaoks

Sageli kasutatavate vahelduvvoolu seeria zeneri dioodide jaoks TL431. Lülitusahel hõlmab sel juhul kahebitiste trioodide kasutamist. Otseselt rakendatakse filtreid avatud tüüpi. Kui arvestada ilma laiendajata ahelaid, kõigub lävipinge umbes 10 vatti.

Alalisvool on 4 A. Süsteemi ülekoormuse parameeter on lubatud 3 mA juures. Kui arvestada laiendajatega modifikatsioone, siis sel juhul paigaldatakse suure võimsusega modulaatorid. Takistit kasutatakse standardse selektiivtüübina.

Mõnel juhul kasutatakse erineva võimsusega võimendeid. Lävipinge parameeter ei ületa reeglina 12 W. Süsteemi väljundtakistus võib olla vahemikus 70 kuni 80 oomi. Stabiliseerimise täpsusindeks on ligikaudu 2%. Süsteemide töövool ei ületa 4,5 A. Zeneri dioodid on otse ühendatud läbi katoodi.