Onnittelut 

431 laskelma. Kuinka testata TL431-jänniteviittaus. TL431 Zener-diodikytkentäpiiri

Nikolai Petrusov

TL431, mikä "peto" tämä on?

Riisi. yksi TL431.

TL431 luotiin 70-luvun lopulla ja sitä käytetään tällä hetkellä laajalti teollisuudessa ja radioamatööritoiminnassa.
Mutta huolimatta sen huomattavasta iästä, kaikki radioamatöörit eivät tunne tätä upeaa runkoa ja sen ominaisuuksia.
Ehdotetussa artikkelissa yritän tutustuttaa radioamatöörit tähän mikropiiriin.

Aluksi katsotaan, mitä sen sisällä on, ja siirrytään mikropiirin dokumentaatioon, "tietolehteen" (muuten, tämän mikropiirin analogit ovat KA431 ja mikropiirimme KR142EN19A, K1156EP5x).
Ja sen sisällä on tusina transistoria ja vain kolme lähtöä, joten mikä se on?


Riisi. 2 TL431 laite.

Osoittautuu, että kaikki on hyvin yksinkertaista. Sisällä on tavanomainen operaatiovahvistin (kolmio lohkokaaviossa), jossa on lähtötransistori ja jänniteohje.
Vain täällä tällä piirillä on hieman erilainen rooli, nimittäin zener-diodin rooli. Sitä kutsutaan myös "ohjatuksi Zener-diodiksi".
Miten hän toimii?
Katsomme TL431:n lohkokaaviota kuvassa 2. Kaaviosta voidaan nähdä, että operaatiovahvistimessa on (erittäin vakaa) sisäänrakennettu 2,5 voltin referenssijännite (pieni neliö), joka on kytketty käänteiseen tuloon, yksi suoratulo (R), transistori operaatiovahvistimen lähdössä, kollektori (K) ja emitteri (A), joka on yhdistetty vahvistimen tehonsyöttöliittimiin ja napaisuuden vaihtoa vastaan ​​suojadiodiin. Tämän transistorin suurin kuormitusvirta on enintään 100 mA, maksimijännite jopa 36 volttia.


Riisi. 3 Sokkeli TL431.

Nyt käyttämällä kuvassa 4 esitetyn yksinkertaisen piirin esimerkkiä analysoimme kuinka se kaikki toimii.
Tiedämme jo, että mikropiirin sisällä on sisäänrakennettu referenssijännitelähde - 2,5 volttia. Mikropiirien ensimmäisissä versioissa, joita kutsuttiin TL430:ksi, sisäänrakennetun lähteen jännite oli 3 volttia, myöhemmissä julkaisuissa se saavuttaa 1,5 voltin.
Tämä tarkoittaa, että lähtötransistori avautuu, operaatiovahvistimen tuloon (R) on syötettävä jännite, joka on hieman korkeampi kuin vertailujännite 2,5 volttia (etuliite "hieman" voidaan jättää pois, koska ero on useita millivoltteja ja jatkossa oletetaan, että tuloon on syötettävä referenssiä vastaava jännite), silloin operaatiovahvistimen lähtöön ilmestyy jännite ja lähtötransistori aukeaa.
Yksinkertaisesti sanottuna TL431 on jotain kenttätransistoria (tai vain transistoria), joka avautuu 2,5 voltin (tai suuremmalla) jännitteellä sen tuloon syötetyllä jännitteellä. Lähtötransistorin avautumis-sulkeutumiskynnys on tässä erittäin vakaa sisäänrakennetun vakaan referenssijännitelähteen vuoksi.


Riisi. neljä Kaavio TL431:stä.

Piiristä (kuva 4) voidaan nähdä, että TL431-mikropiirin tuloon R on kytketty jännitteenjakaja vastuksista R2 ja R3, vastus R1 rajoittaa LED-virtaa.
Koska jakajavastukset ovat samat (syöttöjännite on jaettu puoleen), vahvistimen lähtötransistori (TL-ki) avautuu, kun syöttöjännite on 5 volttia tai enemmän (5/2 = 2,5). Tässä tapauksessa 2,5 volttia syötetään tuloon R jakaasta R2-R3.
Eli LED-valo syttyy (lähtötransistori avautuu), kun virtalähteen jännite on 5 volttia tai enemmän. Se sammuu vastaavasti, kun lähdejännite on alle 5 volttia.
Jos lisäät vastuksen R3 vastusta jakajavarressa, virtalähteen jännitettä on lisättävä yli 5 volttia, jotta jännite jakajasta R2-R3 syötetyn mikropiirin tulossa R saavuttaa jälleen 2,5 voltin ja lähtötransistori TL avautuu -ki.

Osoittautuu, että jos tämä jännitteenjakaja (R2-R3) on kytketty PSU-lähtöön ja TL-katodi PSU-ohjaustransistorin kantaan tai hilaan, niin vaihtamalla jakajan varsia, esimerkiksi muuttamalla R3, on mahdollista muuttaa tämän virtalähteen lähtöjännitettä, koska tässä tapauksessa myös TL-ki:n stabilointijännite (lähtötransistorin avautumisjännite) muuttuu - eli saamme ohjatun zener-diodin .
Tai jos valitset jakajan vaihtamatta sitä tulevaisuudessa, voit asettaa PSU:n lähtöjännitteen tiukasti tiettyyn arvoon.

Johtopäätös;- jos mikropiiriä käytetään zener-diodina (sen päätarkoitus), niin valitsemalla jakajan R2-R3 resistanssit voimme tehdä zener-diodin millä tahansa stabilointijännitteellä alueella 2,5 - 36 volttia (maksimirajoitus mukaan) "tietolehteen").
2,5 voltin stabilointijännite - saatu ilman jakajaa, jos TL-ki:n tulo on kytketty katodiinsa, eli sulje johtopäätökset 1 ja 3.

Sitten herää lisää kysymyksiä. Onko mahdollista esimerkiksi korvata TL431 perinteisellä opampilla?
- Se on mahdollista, vain jos halutaan suunnitella, mutta on tarpeen koota oma 2,5 voltin referenssijännitelähde ja syöttää tehoa opampille erikseen lähtötransistorista, koska sen kulutusvirta voi avata toimilaitteen . Tässä tapauksessa voit tehdä vertailujännitteen haluamallasi tavalla (ei välttämättä 2,5 volttia), sitten sinun on laskettava uudelleen TL431:n yhteydessä käytetyn jakajan resistanssi, jotta tietyllä PSU-lähtöjännitteellä syötettävä jännite mikropiirin tuloon on yhtä suuri kuin referenssi.

Vielä yksi kysymys - onko mahdollista käyttää TL431:tä tavallisena vertailulaitteena ja koota siihen esimerkiksi termostaatti tai jotain vastaavaa?

Se on mahdollista, mutta koska se eroaa tavanomaisesta vertailijasta sisäänrakennetun vertailujännitelähteen läsnäololla, piiri on paljon yksinkertaisempi. Esimerkiksi tämä;


Riisi. 5 Termostaatti TL431:ssä.

Tässä termistori (termistori) on lämpötila-anturi, ja se vähentää vastustaan ​​lämpötilan noustessa, ts. on negatiivinen TCR (Temperature Coefficient of Resistance). PTC-termistorit, ts. joiden resistanssi kasvaa lämpötilan noustessa - kutsutaan posistoreiksi.
Tässä termostaatissa, kun lämpötila ylittää asetetun tason (säädetään säädettävällä vastuksella), rele tai jokin toimilaite toimii ja koskettimet sammuttavat kuorman (lämmittimet) tai esimerkiksi käynnistävät puhaltimet, riippuen. tehtävässä.
Tällä piirillä on pieni hystereesi, ja sen lisäämiseksi on tarpeen viedä OOS nastojen 1-3 väliin, esimerkiksi viritysvastus 1,0 - 0,5 mOhm ja valita sen arvo kokeellisesti vaaditusta hystereesistä riippuen.
Jos toimilaitteen on toimittava lämpötilan laskeessa, anturi ja säätimet on vaihdettava, eli termistori tulee sisällyttää ylempään olakkeeseen ja säädettävä resistanssi vastuksella alempaan.
Ja lopuksi, voit helposti selvittää, kuinka TL431-siru toimii lähetin-vastaanottimen tehokkaassa virtalähdepiirissä, joka on esitetty kuvassa 6, ja mikä rooli vastuksilla R8 ja R9 on tässä ja miten ne valitaan.

Riisi. 6 Tehokas virtalähde 13 voltille, 22 ampeerille.

Elektroniikkakomponentti tl 431 on yksi integroiduista piireistä, jonka massatuotantoa on valmistettu vuodesta 1978 lähtien. Sitä käytetään laajalti useimmissa tietokoneiden virtalähteissä, televisioissa ja muissa kodinkoneissa tarkasti ohjelmoitavana jännitteen referenssinä. Käytännössä tl431:n kytkemiseksi päälle on useita järjestelmiä.

Elektroninen elementtilaite

Mikropiiri on rakenteeltaan yksinkertainen, ja se koostuu seuraavista elementeistä: kotelo, operaatiovahvistin (operaatiovahvistin), lähtö-tl431-transistori ja referenssijännitelähde. Tämän mikropiirin ominaisuus on, että se suorittaa zener-diodin toimintoja.

Korkean stabiilisuuden 2,5 voltin referenssijännitelähde on kytketty operaatiovahvistimen (-), transistorin emitteriin ja maahan kahden yhteisen pisteen käänteistuloon, painereferenssipiiriin sisältyy myös piidiodi. Se on suunniteltu estämään käänteisen virran muodostuminen ja suojaa napaisuuden vaihtamiselta. Direct Input ® on suunniteltu vastaanottamaan signaalia muilta korteilta sekä syöttämään tehoa vahvistimeen. Se on kytketty diodin kautta transistorin kollektoriin myös yhteisen pisteen kautta. Op-vahvistimen lähtö on kytketty transistorin kantaan.

On muistettava, että tämän sarjan mikropiireissä käytetty transistori pystyy kestämään jopa 0,1 A ja 36 V kuormia.

Toimintaperiaate

Mikropiirin toiminta perustuu periaatteeseen, että operaatiovahvistimen suoraan tuloon kohdistettu jännite ylitetään vertailupiirin yli. Kun U (suora sisääntulojännite) on pienempi tai yhtä suuri kuin Vref (lähtöreferenssijännite), tulee samanlainen matala jännite, jonka vuoksi transistori ei avaudu eikä virta kulje anodi-katodipiirin läpi. Heti kun U ylittää Vref:n operaatiovahvistimen lähdössä, syntyy jännite, joka voi kytkeä transistorin päälle ja saada virtaa kulkemaan katodista anodille, mikä saa mikropiirin toimimaan.

Pinout tl341

TL 341 on kolminapainen mikropiiri. Jokaisella jalalla on oma nimi 1 - referenssi (lähtö), 2 - anodi (anodi) ja 3 - katodi (katodi).

Käytännössä pinout on erilainen ja riippuu valmistajan tuotteen valmistuksen aikana valitsemasta kotelotyypistä. TL431 on saatavana useissa eri pakkauksissa, muinaisesta TO-92:sta nykyaikaiseen SOT-23:een. Tl431:n pinout kotelon tyypistä riippuen on esitetty kuvassa 3.

tl431:n kotimaisia ​​analogeja ovat KR142EN19A ja K1156EP5T mikropiirit. Ulkomaisia ​​analogeja ovat:

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

Tekniset tiedot

Tl 341 -sirun tärkeimmät tekniset ominaisuudet ovat:

Ominaisuuksista näkyy, että mikropiiriä voidaan käyttää melko laajalla jännitealueella, mutta virrankantokyky on hyvin pieni. Vakavamman saamiseksi katodipiiriin on kytketty tehokkaat transistorit, jotka säätelevät lähtöparametreja.

Vaihtokaaviot

tl 431 -siru on integroitu zener-diodi. Siinä on kolme vaihtojärjestelmää:

  • 2,48 V:lla (1);
  • 3,3 V:lla (2);
  • 14 V:lla.

Vaihtoehto 1: 2,48 V piiri.

2,48 voltin zener-diodikytkentäpiiri on varustettu yksivaiheisella muuntimella. Keskimääräinen käyttövirran arvo tällaisessa järjestelmässä on 5,3 A. Piiri, joka koostuu kahdesta rinnakkain kytketystä vastuksesta (2,4 ja 2,26 kΩ kumpikin) on asennettu ref-lähtöön (viitejännitepiiri). Näihin vastuksiin syötetään alustavasti 5 V jännite, joka piirin läpi kulkemisen jälkeen muuttuu arvoksi 2,48.

Zener-diodin herkkyyden lisäämiseksi käytetään erilaisia ​​​​modulaattoreita, pääasiassa dipolityyppisiä, joiden kapasitanssi on alle 3 pF (picofarad). Zener-diodit on kytketty katodiin.

Vaihtoehto 2: 3,3 V kytkentäpiiri.

3,3 V:n kytkentäpiirissä käytetään myös yksivaiheista muuntajaa ja katodiin kytkettyä 1 kΩ vastusta. Kolmannen osapuolen 3 V virtalähde on sijoitettu resistanssin eteen. 10 nF:n kondensaattori, joka on kytketty maahan, on kytketty (ref) nastaan. Tällaisen piirin anodi on istutettu suoraan maahan, ja katodi- ja tulopiirit on yhdistetty kahdella yhteisellä pisteellä.

Tämän kytkentäpiirin ongelmana on oikosulun (oikosulun) suuri todennäköisyys. Oikosulkuriskin vähentämiseksi Zener-diodien jälkeen on asennettu sulake.

Signaalin vahvistamiseksi lähtöön on kytketty erityisiä suodattimia. Tällaisessa kytkentäpiirissä keskimääräiset jännitteen ja virran indikaattorit ovat 5 V / 3,5 A ja stabilointitarkkuus on alle 3%. Zener-diodi on kytketty vektorisovittimen kautta, joten sinun on valittava kohtuullinen transistori.Modulaattorin keskimääräinen kapasitanssi on 4,2 pF. Liipaisimia voidaan käyttää lisäämään virran johtavuutta.

Sirupohjaiset itsenäiset laitteet

Tätä sirua käytetään televisioiden ja tietokoneiden virtalähteissä. Sen perusteella on kuitenkin mahdollista laatia itsenäisiä sähköpiirejä, joista jotkin ovat:

  • nykyinen stabilointiaine;
  • äänen ilmaisin.

virran stabilaattori

Virranvakain on yksi yksinkertaisimmista piireistä, jotka voidaan toteuttaa tl 341 -sirulle. Se koostuu seuraavista elementeistä:

  • virtalähde;
  • vastus R 1 kytketty yhteisellä pisteellä + voimalinjaan;
  • shunttivastus R 2 - voimalinjoille;
  • transistori, jonka emitteri on kytketty - linjaan vastuksen R2 kautta, kollektori lähtöön - linjaan ja kanta yhteisen pisteen kautta mikropiirin katodiin;
  • tl 341 mikropiirit, joiden anodi on kytketty - linjaan yhteisvirralla, ja ref-nasta on myös kytketty transistorin emitteripiiriin yhteistä pistettä käyttäen.

Päärooli tässä piirissä on shunttivastuksella R 2, joka takaisinkytkennän ansiosta asettaa arvon, jännite on 2,5 V. Tästä johtuen lähtövirta saa seuraavan muodon: I = 2,5 / R2.

Äänen ilmaisin

Tl 341:een perustuva ääniosoitin on yksinkertainen piiri, joka näkyy kuvassa 5

Tällaista ääniilmaisinta voidaan käyttää missä tahansa astian vedenpinnan seuraamiseen. Anturi on elektroninen piiri kotelossa, jossa on kaksi ruostumattomasta teräksestä valmistettua lähtöelektrodia, joista toinen sijaitsee 20 mm korkeammalla kuin toinen.

Tällä hetkellä anturin johdot joutuvat kosketuksiin veden kanssa, vastus pienenee ja tl 341 siirtyy lineaariseen tilaan vastusten R 1 ja R 2 kautta. Tämä edistää automaattisen generoinnin ilmaantumista resonanssitaajuudella ja äänisignaalin muodostumista. .

Toimintatesti yleismittarilla

Monet kysyvät kysymyksen tl431:n tarkistamisesta yleismittarilla. Vastaus siihen on riittävän yksinkertainen tarkistaaksesi tl341-sirun tai sen muutokset tl431a sinun on tehtävä seuraavat:

  1. Kokoa yksinkertainen testipiiri sirun ja avaimen avulla.
  2. Sulje kytkinpiiri ja tee mittaukset. Yleismittarin tulee näyttää referenssijännitteen arvo - 2,5 V.
  3. Avaa piiri ja tee mittaukset. Mittarin näytössä pitäisi näkyä 5 V.

Integroitua stabilaattoria TL431 käytetään pääasiassa virtalähteissä. Sille on kuitenkin paljon muutakin käyttöä. Jotkut näistä järjestelmistä on esitetty tässä artikkelissa.

Tämä artikkeli käsittelee yksinkertaisia ​​ja hyödyllisiä laitteita, jotka on valmistettu käyttämällä TL431 sirut. Mutta tässä tapauksessa älä pelkää sanaa "mikropiiri", sillä on vain kolme lähtöä, ja ulkoisesti se näyttää yksinkertaiselta pienitehoiselta transistorilta TO90-paketissa.

Ensin vähän historiaa

Sattui vain niin, että kaikki elektroniikkainsinöörit tietävät maagiset luvut 431, 494. Mikä se on?

TEXAS INSTRUMENTS oli puolijohteiden aikakauden alussa. Koko tämän ajan se on ollut ensimmäisellä sijalla maailman johtajien luettelossa elektronisten komponenttien valmistuksessa, pitäen tiukasti paikkansa kymmenen parhaan joukossa tai, kuten usein sanotaan, TOP-10 maailmanluokituksessa. Ensimmäisen integroidun piirin loi vuonna 1958 tämän yrityksen työntekijä Jack Kilby.

Nyt TI tuottaa laajan valikoiman mikropiirejä, joiden nimi alkaa etuliitteillä TL ja SN. Nämä ovat analogisia ja loogisia (digitaalisia) mikropiirejä, jotka tulivat ikuisesti TI: n historiaan ja löytävät edelleen laajimman sovelluksen.

"Magisten" mikropiirien luettelon ensimmäisten joukossa pitäisi luultavasti harkita. Tämän mikropiirin kolminapaiseen pakettiin on piilotettu 10 transistoria, ja sen suorittama toiminto on sama kuin perinteisellä zener-diodilla (Zener-diodi).

Mutta tästä komplikaatiosta johtuen mikropiirillä on korkeampi lämpöstabiilisuus ja ominaisuuksien lisääntynyt jyrkkyys. Sen pääominaisuus on, että stabilointijännitteen avulla voit muuttaa 2,5 ... 30 V sisällä. Uusimmissa malleissa alempi kynnys on 1,25 V.

TL431:n loi TI:n työntekijä Barney Holland 1970-luvun alussa. Sitten hän kopioi toisen yrityksen stabilointisirua. Sanoisimme riisumista, ei kopioimista. Joten Barney Holland lainasi vertailujännitelähteen alkuperäisestä mikropiiristä, ja jo sen perusteella hän loi erillisen stabilointimikropiirin. Aluksi sen nimi oli TL430, ja muutamien parannusten jälkeen TL431.

Siitä on kulunut paljon aikaa, ja nyt ei ole yhtään tietokoneen virtalähdettä, jossa se ei olisi löytänyt sovellusta. Sitä voidaan käyttää myös lähes kaikissa pienitehoisissa hakkuriteholähteissä. Yksi näistä lähteistä on nyt jokaisessa kodissa – tämä on matkapuhelimia varten. Tällaista pitkäikäisyyttä voi vain kadehtia. Kuvassa 1 on TL431-lohkokaavio.

Kuva 1. TL431:n toimintakaavio.

Barney Holland loi myös yhtä kuuluisan ja edelleen kysytyn TL494-sirun. Tämä on push-pull PWM-ohjain, jonka perusteella luotiin monia hakkuriteholähteiden malleja. Siksi numero 494 kuuluu myös oikeutetusti "taikaan".

Ja nyt siirrytään tarkastelemaan erilaisia ​​​​malleja, jotka perustuvat TL431-siruun.

Ilmaisimet ja merkinantolaitteet

TL431-sirua voidaan käyttää paitsi aiottuun tarkoitukseen Zener-diodina virtalähteissä. Sen perusteella on mahdollista luoda erilaisia ​​valoilmaisimia ja jopa äänimerkinantolaitteita. Tällaisten laitteiden avulla voidaan valvoa monia erilaisia ​​parametreja.

Ensinnäkin se on vain sähköä. Jos kuitenkin jokin fysikaalinen suure esitetään jännitteenä antureilla, voidaan valmistaa laite, joka ohjaa esimerkiksi säiliön veden tasoa, lämpötilaa ja kosteutta, valaistusta tai nesteen tai kaasun painetta.

Tällaisen merkinantolaitteen toiminta perustuu siihen, että kun zener-diodin DA1 (nasta 1) ohjauselektrodin jännite on alle 2,5 V, zener-diodi on kiinni, vain pieni virta kulkee sen läpi, koska sääntö, enintään 0,3 ... 0,4 mA. Mutta tämä virta riittää HL1 LEDin erittäin heikoksi hehkuksi. Tämän ilmiön välttämiseksi riittää, että kytket LEDin rinnalle vastuksen, jonka resistanssi on noin 2 ... 3 KΩ. Ylijännitemerkinantolaitteen piiri on esitetty kuvassa 2.

Kuva 2. Ylijännitemerkinantolaite.

Jos ohjauselektrodin jännite ylittää 2,5 V, zener-diodi avautuu ja HL1-LED syttyy. tarvittava virranrajoitus Zener-diodin DA1 ja LEDin HL1 kautta tarjoaa vastuksen R3. Zener-diodin maksimivirta on 100 mA, kun taas sama parametri HL1-LED:lle on vain 20 mA. Tästä ehdosta vastuksen R3 resistanssi lasketaan. tarkemmin sanottuna tämä vastus voidaan laskea alla olevan kaavan avulla.

R3 \u003d (Upit - Uhl - Uda) / Ihl. Tässä käytetään seuraavia nimityksiä: Upit - syöttöjännite, Uhl - suora jännitehäviö LEDin yli, Uda-jännite avoimella sirulla (yleensä 2 V), Ihl LED-virta (asetettu 5 ... 15 mA). Ei myöskään pidä unohtaa, että TL431 zener-diodin maksimijännite on vain 36 V. Tätä parametria ei myöskään voi ylittää.

Hälytystaso

Ohjauselektrodin jännite, jossa HL1-LED (Uz) syttyy, asetetaan jakajalla R1, R2. jakajaparametrit lasketaan kaavalla:

R2 \u003d 2,5 * R1 / (Uz - 2,5). Vastekynnyksen tarkempaa asetusta varten vastuksen R2 sijasta voit asentaa viritysvastuksen, jonka nimellisarvo on puolitoista kertaa suurempi kuin laskelman mukaan. Kun viritys on tehty, se voidaan korvata vakiovastuksella, jonka vastus on yhtä suuri kuin trimmerin syötetyn osan vastus.

Joskus sinun on ohjattava useita jännitetasoja. Tässä tapauksessa tarvitaan kolme tällaista signalointilaitetta, joista jokainen on asetettu omaan jännitteeseensä. Siten on mahdollista luoda koko rivi indikaattoreita, lineaarinen asteikko.

LED HL1:stä ja vastuksesta R3 koostuvan ilmaisupiirin syöttämiseksi voit käyttää erillistä, jopa epävakaata, virtalähdettä. Tässä tapauksessa ohjattu jännite syötetään vastuksen R1 ylempään lähtöön piirin mukaisesti, joka tulisi kytkeä irti vastuksesta R3. Tällä sisällytyksellä ohjattu jännite voi vaihdella kolmesta useisiin kymmeniin voltteihin.

Kuva 3. Alijännitteen ilmaisin.

Ero tämän piirin ja edellisen välillä on, että LED syttyy eri tavalla. Tällaista sisällytystä kutsutaan käänteiseksi, koska LED syttyy, kun mikropiiri suljetaan. Jos ohjattu jännite ylittää jakajan R1, R2 asettaman kynnyksen, mikropiiri on auki ja virta kulkee vastuksen R3 ja mikropiirin nastojen 3 - 2 (katodi - anodi) läpi.

Mikropiirissä on tässä tapauksessa 2 V:n jännitehäviö, mikä ei riitä LEDin sytyttämiseen. Sen varmistamiseksi, että LED ei syty, on asennettu kaksi diodia sarjaan sen kanssa. Jotkin LED-tyypit, esimerkiksi sininen, valkoinen ja jotkin vihreät, syttyvät, kun niissä oleva jännite ylittää 2,2 V. Tässä tapauksessa diodien VD1, VD2 sijasta asennetaan johtosillat.

Kun ohjattu jännite laskee pienemmäksi kuin R1-jakajan asettama, R2-mikropiiri sulkeutuu, sen lähdön jännite on paljon enemmän kuin 2 V, joten HL1-LED syttyy.

Jos haluat ohjata vain jännitteen muutosta, osoitin voidaan koota kuvassa 4 esitetyn piirin mukaisesti.

Kuva 4. Jännitteen muutoksen ilmaisin.

Tämä ilmaisin käyttää kaksiväristä LED-valoa HL1. Jos valvottu jännite ylittää kynnysarvon, punainen LED syttyy ja jos jännitettä lasketaan, vihreä LED syttyy.

Siinä tapauksessa, että jännite on lähellä määritettyä kynnysarvoa (noin 0,05 ... 0,1 V), molemmat ilmaisimet sammuvat, koska zener-diodin siirtoominaisuudella on hyvin määritelty jyrkkyys.

Jos haluat seurata minkä tahansa fyysisen suuren muutosta, vastus R2 voidaan korvata anturilla, joka muuttaa vastusta ympäristön vaikutuksesta. Samanlainen laite on esitetty kuvassa 5.

Kuva 5. Kaavio ympäristöparametrien seurantaa varten.

Perinteisesti yksi kaavio esittää useita antureita kerralla. Jos on, niin se toimii. Niin kauan kuin valaistus on korkea, fototransistori on auki ja sen vastus on pieni. Siksi ohjauslähdön DA1 jännite on pienempi kuin kynnys, minkä seurauksena LED ei syty.

Kun valaistus vähenee, fototransistorin resistanssi kasvaa, mikä johtaa jännitteen nousuun ohjauslähdössä DA1. Kun tämä jännite ylittää kynnyksen (2,5 V), zener-diodi avautuu ja LED-valo syttyy.

Jos laitteen tuloon kytketään fototransistorin sijaan termistori, esimerkiksi MMT-sarja, saadaan lämpötilan ilmaisin: kun lämpötila laskee, LED syttyy.

Samaa järjestelmää voidaan soveltaa kuin esimerkiksi maata. Tätä varten termistorin tai fototransistorin sijasta sinun tulee kytkeä ruostumattomasta teräksestä valmistetut elektrodit, jotka tietyllä etäisyydellä toisistaan ​​on kiinnitettävä maahan. Kun maa kuivuu säädön aikana määritetylle tasolle, LED syttyy.

Laitteen toimintakynnys asetetaan kaikissa tapauksissa säädettävällä vastuksella R1.

Listattujen valoilmaisimien lisäksi on mahdollista koota äänimerkki TL431-sirulle. Tällaisen indikaattorin kaavio on esitetty kuvassa 6.

Kuva 6. Nestetason summeri.

Nesteen, kuten kylvyssä olevan veden, tason ohjaamiseksi piiriin on kytketty anturi kahdesta ruostumattomasta levystä, jotka sijaitsevat useiden millimetrien etäisyydellä toisistaan.

Kun vesi saavuttaa anturin, sen vastus pienenee ja mikropiiri siirtyy lineaariseen tilaan vastusten R1 R2 kautta. Siksi itsegenerointi tapahtuu pietsokeraamisen emitterin HA1 resonanssitaajuudella, jolla äänisignaali kuuluu.

ZP-3-emitteriä voidaan käyttää emitterina. laite saa jännitteen 5…12 V. Tämä mahdollistaa virransyötön jopa galvaanisista akuista, mikä mahdollistaa sen käytön eri paikoissa, myös kylpyhuoneessa.

TL434-sirun pääasiallinen käyttöalue on tietysti virtalähteet. Mutta kuten näet, mikropiirin ominaisuudet eivät rajoitu tähän.

Boris Aladyshkin

Tässä artikkelissa opimme, kuinka integroitu jännitesäädin TL431 toimii säädetyissä virtalähteissä.

Teknisesti TL431 jota kutsutaan ohjelmoitavaksi shunttisäätimeksi, yksinkertaisin sanoin se voidaan määritellä säädellyksi zener-diodiksi. Katsotaanpa sen teknisiä tietoja ja käyttöohjeita.

TL431 zener-diodilla on seuraavat pääominaisuudet:

  • Lähtöjännite asetettu tai ohjelmoitavissa 36 volttiin asti
  • Matala lähtöimpedanssi noin 0,2 ohmia
  • Kaistanleveys jopa 100 mA
  • Toisin kuin perinteiset Zener-diodit, TL431:n kohinan syntyminen on mitätöntä.
  • Nopea vaihto.

Yleiskuvaus TL431

TL431 on säädettävä tai ohjelmoitava jännitteensäädin.
Haluttu lähtöjännite voidaan asettaa vain kahdella ulkoisella (jännitteenjakajalla), jotka on kytketty REF-nastan.

Alla oleva kaavio näyttää laitteen sisäisen lohkokaavion sekä PIN-koodin.

TL431 liitin

TL431 Zener-diodikytkentäpiiri

Katsotaan nyt, kuinka tätä laitetta voidaan käyttää käytännön piireissä. Alla oleva kaavio näyttää, kuinka TL431:tä voidaan käyttää perinteisenä jännitesäätimenä:

Yllä oleva kuva näyttää, kuinka muutamalla vastuksella ja TL431:llä saadaan säädin, joka toimii 2,5 ... 36 voltin alueella. R1 on säädettävä vastus, jota käytetään lähtöjännitteen säätämiseen.

Seuraava kaava pätee vastusten resistanssin laskemiseen, jos halutaan saada jonkinlainen kiinteä jännite.

Vo = (1 + R1/R2)Vref

Käytettäessä 78xx (7805,7808,7812 ..) ja TL431-sarjan stabilisaattoreita yhdessä, voidaan käyttää seuraavaa järjestelmää:

TL431 katodi on kytketty yhteiseen liittimeen 78xx. 78xx:n lähtö on kytketty johonkin pistevastuksen jännitteenjakajaan, joka määrittää lähtöjännitteen.

Yllä olevat TL431:n käyttötavat on rajoitettu 100 mA:n enimmäislähtövirtaan.

Suuremman lähtövirran saamiseksi voidaan käyttää seuraavaa piiriä.

Yllä olevassa piirissä useimmat komponentit ovat samanlaisia ​​kuin yllä oleva tavallinen säädin, paitsi tässä katodi on kytketty positiiviseen vastuksen kautta ja puskuritransistorin kanta on kytketty niiden liitäntäkohtaan. Säätimen lähtövirta riippuu tämän transistorin tehosta.

Hakemukset TL431:lle

Yllä olevia TL431:n sovelluksia voidaan käyttää missä tahansa, missä vaaditaan lähtöjännitteen tai referenssijännitteen tarkkuutta. Tätä käytetään nykyään laajalti hakkuriteholähteissä tarkan jännitereferenssin luomiseksi.

(ladattu: 846)

TL431 on integroitu zener-diodi. Piirissä se toimii referenssijännitelähteenä. Esitettyä elementtiä käytetään pääsääntöisesti virtalähteissä. Zener-diodin laite on melko yksinkertainen. Yhteensä mallissa on kolme lähtöä. Modifikaatiosta riippuen koteloon voidaan sijoittaa jopa kymmenen transistoria. TL431:n erityispiirteenä pidetään hyvää lämmönkestävyyttä.

Kytkentäpiiri 2,48 V:lle

Zener-diodissa TL431 on 2,48 V:n kytkentäpiiri yksivaiheisella muuntimella. Keskimäärin järjestelmän käyttövirta saavuttaa tason 5,3 A. Signaalinsiirtovastuksia voidaan käyttää eri jännitteenjohtavuudella. Näiden laitteiden stabilointitarkkuus vaihtelee noin 2 %.

Zener-diodin herkkyyden lisäämiseksi käytetään erilaisia ​​modulaattoreita. Yleensä valitaan dipolityyppi. Niiden kapasitanssi on keskimäärin enintään 3 pF. Tässä tapauksessa paljon riippuu kuitenkin virran johtavuudesta. Elementtien ylikuumenemisriskin vähentämiseksi käytetään laajennuksia. Zener-diodit on kytketty katodin kautta.

3,3 V laitteen käynnistäminen

Zener-diodissa TL431 3,3 V:n kytkentäpiiri edellyttää yksivaiheisen muuntimen käyttöä. Pulssin siirtovastukset ovat selektiivisiä. Jopa TL431 zener-diodissa 3,3 voltin kytkentäpiirissä on pieni kapasiteetin modulaattori. Riskin vähentämiseksi käytetään sulakkeita. Ne asennetaan yleensä zener-diodien taakse.

Signaalin vahvistamiseksi et voi tehdä ilman suodattimia. Keskimäärin kynnysjännite vaihtelee noin 5 wattia. Järjestelmän käyttövirta on enintään 3,5 A. Yleensä stabilointitarkkuus ei ylitä 3 %. On myös tärkeää huomata, että zener-diodi voidaan kytkeä vektorisovittimen kautta. Tässä tapauksessa transistori valitaan järkeväksi tyypiksi. Keskimäärin modulaattorin kapasitanssin tulisi olla 4,2 pF. Tyristoreita käytetään sekä vaihe- että avointyyppisiä. Virranjohtavuuden lisäämiseksi tarvitaan liipaimia.

Tähän mennessä nämä elementit on varustettu eri kapasiteetin vahvistimilla. Keskimäärin järjestelmän kynnysjännite saavuttaa 3,1 W. Käyttövirran ilmaisin vaihtelee noin 3,5 A. On myös tärkeää ottaa huomioon lähtövastus. Esitetty parametri ei saa olla yli 80 ohmia.

Kytkentä 14 V piiriin

Zener-diodissa TL431 14 V:n kytkentäpiiri edellyttää skalaarimuuntimen käyttöä. Keskimäärin kynnysjännite on 3 wattia. Pääsääntöisesti käyttövirta ei ylitä 5 A. Samalla sallittu ylikuormitus vaihtelee noin 4 Ah. Lisäksi Zener-diodissa TL431 on 14 V:n kytkentäpiiri, jossa on sekä yksi- että kaksinapaisia ​​vahvistimia. Johtavuuden parantamiseksi ei voi tulla ilman tetrodia. Sitä voidaan käyttää yhden tai kahden suodattimen kanssa.

A-sarjan Zener-diodit

Teholähteissä ja inverttereissä käytetään A TL431 -sarjaa. Kuinka tarkistaa, onko elementti kytketty oikein? Itse asiassa tämä voidaan tehdä testerillä. Kynnysvastusilmaisimen tulee olla 80 ohmia. Laite pystyy toimimaan yksivaiheisten ja vektorityyppisten muuntimien kautta. Vastuksia käytetään tässä tapauksessa vuorauksella.

Jos puhumme parametreista, piiri ei ylitä 5 wattia. Tässä tapauksessa käyttövirta vaihtelee noin 3,4 A. Transistorin ylikuumenemisen riskin vähentämiseen käytetään laajennuksia. A-sarjan malleissa ne sopivat vain kytkimeen. Laitteen herkkyyden lisäämiseksi tarvitaan tehokkaita modulaattoreita. Keskimäärin lähtövastusparametri ei ylitä 70 ohmia.

CLP-sarjan laitteet

Zener-diodien TL431 kytkentäpiirissä on yksivaiheiset muuntimet. Voit tavata CLP-mallin sekä inverttereissä että monissa kodinkoneissa. Zener-diodin kynnysjännite vaihtelee noin 3 wattia. Tasavirta on 3,5 A. Elementtien stabilointitarkkuus ei ylitä 2,5 %. Lähtösignaalin säätämiseen käytetään erityyppisiä modulaattoreita. Liipaisimet valitaan tässä tapauksessa vahvistimilla.

ACLP-sarjan Zener-diodit

Zener-diodien TL431 kytkentäpiirissä on vektori- tai skalaarimuuntimet. Jos harkitsemme ensimmäistä vaihtoehtoa, käyttövirran taso on enintään 4 A. Tässä tapauksessa stabilointitarkkuus on noin 4%. Signaalin vahvistamiseksi käytetään liipaimia sekä tyristoreita.

Jos tarkastellaan kytkentäkaaviota skalaarimuuntimella, käytetään modulaattoreita kapasitanssilla noin 6 pF. Suoraan transistoreina käytetään resonanssityyppiä. Signaalin vahvistamiseen sopivat tavanomaiset liipaisimet. On myös tärkeää huomata, että laitteen herkkyysindeksi vaihtelee noin 20 mV.

AC mallit

Dipoliinverttereissä käytetään usein kirsikka AC TL431 zener-diodeja. Kuinka tarkistaa kytketyn elementin toimivuus? Tämä voidaan tehdä tavallisella testerillä. Lähtövastusparametri ei saa olla yli 70 ohmia. On myös tärkeää huomata, että tämän sarjan laitteet kytketään päälle vektorimuuntimen kautta.

Tässä tapauksessa skalaarimuunnokset eivät ole sopivia. Tämä johtuu suurelta osin alhaisesta virranjohtavuuden kynnysarvosta. On myös tärkeää huomata, että nimellisjännite ei ylitä 4 wattia. Piirin käyttövirta pidetään 2 A:ssa. Erilaisia ​​tyristoreita käytetään vähentämään lämpöhäviöitä. Tähän mennessä valmistetaan laajennus- ja vaihemuutoksia.

Mallit KT-26 kotelolla

Kodin sähkölaitteissa TL431 zener-diodit löytyvät usein KT-26-kotelosta. Kytkentäpiiri edellyttää dipolimodulaattoreiden käyttöä. Niitä valmistetaan eri virranjohtavuudella. Järjestelmän maksimiherkkyysparametri vaihtelee noin 430 mV.

Suoran ulostulon impedanssi ei ylitä 70 ohmia. Liipaisimia käytetään tässä tapauksessa vain vahvistimien kanssa. Oikosulkuriskin vähentämiseksi käytetään avoimia ja suljettuja suodattimia. Zener-diodin suora kytkentä suoritetaan katodin kautta.

Kotelo KT-47

TL431 (vakain) KT-47-kotelolla löytyy eri kapasiteetin virtalähteistä. Elementtien sisällyttäminen tarkoittaa vektorimuuntimien käyttöä. Piirien modulaattori soveltuu jopa 4 pF:n kapasiteettiin. Laitteiden suora lähtöimpedanssi on noin 70 ohmia. Zener-diodien johtavuuden parantamiseksi käytetään vain sädetyyppisiä tetrodeja. Yleensä stabilointitarkkuus ei ylitä 2%.

5 V virtalähteille

5 V:n teholähteissä TL431 kytketään päälle eri virranjohtavuudella olevilla vahvistimilla. Suoramuuntimia käytetään yksivaiheisia. Joissakin tapauksissa käytetään myös vektorimodifikaatioita. Keskimääräinen lähtöimpedanssi on noin 90 ohmia. Stabiloinnin tarkkuus laitteissa on 2%. Lohkolaajentimia käytetään sekä kytketyissä että avoimissa tyypeissä. Triggereitä voidaan käyttää vain suodattimien kanssa. Nykyään niitä valmistetaan yhdestä ja useammasta elementistä.

Kytkentäkaavio 10 V lohkoille

Kaava Zener-diodin sisällyttämiseksi virtalähteeseen sisältää yksivaiheisen tai vektorimuuntimen käytön. Jos harkitsemme ensimmäistä vaihtoehtoa, modulaattori valitaan kapasitanssilla 4 pF. Tässä tapauksessa liipaisinta käytetään vain vahvistimien kanssa. Joskus suodattimia käytetään lisäämään zener-diodin herkkyyttä. Piirin kynnysjännite on keskimäärin 5,5 wattia. Järjestelmän käyttövirta vaihtelee noin 3,2 A.

Stabilointiparametri ei yleensä ylitä 3%. Jos tarkastelemme piiriä vektorimuuntimella, emme voi tehdä ilman lähetin-vastaanotinta. Sitä voidaan käyttää joko avoimena tai kromaattisena. Modulaattori asennetaan kapasitanssilla 5,2 pF. Expander on melko harvinainen. Joissakin tapauksissa se pystyy lisäämään zener-diodin herkkyyttä. On kuitenkin tärkeää ottaa huomioon, että elementin lämpöhäviöt kasvavat merkittävästi.

Kaavio 15 V lohkoille

Zener-diodi TL431 kytketään päälle 15 V:n lohkon kautta yksivaiheisella muuntimella. Modulaattori puolestaan ​​sopii 5 pF:n kapasitanssilla. Vastuksia käytetään yksinomaan valikoivaa tyyppiä. Jos harkitsemme muutoksia liipaimilla, kynnysjänniteparametri ei ylitä 3 W. Stabilointitarkkuus on noin 3 %. Järjestelmän suodattimet sopivat sekä avoimille että suljetuille tyypeille.

On myös tärkeää huomata, että piiriin voidaan asentaa laajennin. Tähän mennessä malleja valmistetaan pääasiassa kytkintyyppisinä. Lähetin-vastaanottimia käytettäessä virranjohtavuus ei ylitä 4 mikronia. Tässä tapauksessa zener-diodin herkkyysindeksi vaihtelee noin 30 mV. Lähtöimpedanssi saavuttaa tässä tapauksessa noin 80 ohmia.

Autojen invertteriin

Usein käytetyille AC-sarjan zener-diodeille TL431. Kytkentäpiiri sisältää tässä tapauksessa kaksibittisten triodien käytön. Suodattimia käytetään suoraan avoimeen tyyppiin. Jos tarkastellaan piirejä ilman laajenninta, niin kynnysjännite vaihtelee noin 10 wattia.

Tasavirta on 4 A. Järjestelmän ylikuormitusparametri on sallittu arvolla 3 mA. Jos harkitsemme muutoksia laajentimilla, tässä tapauksessa asennetaan suuren kapasiteetin modulaattoreita. Vastuksia käytetään vakiona valikoivana tyyppinä.

Joissakin tapauksissa käytetään eri tehoisia vahvistimia. Kynnysjänniteparametri ei yleensä ylitä 12 W. Järjestelmän lähtöimpedanssi voi vaihdella välillä 70 - 80 ohmia. Stabilointitarkkuusindeksi on noin 2 %. Järjestelmien käyttövirta on enintään 4,5 A. Zener-diodit on kytketty suoraan katodin kautta.