431 phép tính. Cách kiểm tra tham khảo điện áp TL431. Mạch chuyển đổi diode zener TL431

Nikolay Petrushov

TL431, "quái thú" gì đây?

Cơm. một TL431.

TL431 được tạo ra vào cuối những năm 70 và hiện đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và trong các hoạt động phát thanh nghiệp dư.
Nhưng bất chấp tuổi đời đáng kể của nó, không phải tất cả những người nghiệp dư vô tuyến đều quen thuộc với cơ thể tuyệt vời này và khả năng của nó.
Trong bài viết được đề xuất, tôi sẽ cố gắng làm quen với những người nghiệp dư vô tuyến với vi mạch này.

Để bắt đầu, hãy xem bên trong nó có gì và chuyển sang tài liệu về vi mạch, "bảng dữ liệu" (nhân tiện, các chất tương tự của vi mạch này là KA431 và vi mạch của chúng tôi là KR142EN19A, K1156EP5x).
Và bên trong nó có hàng chục bóng bán dẫn và chỉ có ba đầu ra, vậy nó là gì?

Cơm. 2 thiết bị TL431.

Hóa ra mọi thứ rất đơn giản. Bên trong là một op-amp thông thường (hình tam giác trong sơ đồ khối) với một bóng bán dẫn đầu ra và một tham chiếu điện áp.
Chỉ ở đây mạch này đóng một vai trò hơi khác, cụ thể là vai trò của diode zener. Nó còn được gọi là "Đi-ốt Zener được điều khiển".
Làm thế nào để anh ấy làm việc?
Chúng ta xem sơ đồ khối của TL431 trong Hình 2. Từ sơ đồ, có thể thấy rằng op-amp có điện áp tham chiếu 2,5 volt (hình vuông nhỏ) tích hợp (rất ổn định) được kết nối với đầu vào đảo ngược, một đầu vào trực tiếp (R), bóng bán dẫn ở đầu ra của op-amp, bộ thu ( K) và bộ phát (A), được kết hợp với các đầu cấp nguồn của bộ khuếch đại và một đi-ốt bảo vệ chống đảo cực. Dòng tải tối đa của bóng bán dẫn này lên tới 100 mA, điện áp tối đa lên tới 36 volt.

Cơm. 3 Chân đế TL431.

Bây giờ, sử dụng ví dụ về một mạch đơn giản trong Hình 4, chúng ta sẽ phân tích cách thức hoạt động của nó.
Chúng ta đã biết rằng bên trong vi mạch có một nguồn điện áp tham chiếu tích hợp - 2,5 volt. Trong các phiên bản đầu tiên của vi mạch, được gọi là TL430, điện áp của nguồn tích hợp là 3 volt, trong các phiên bản sau, nó đạt tới 1,5 volt.
Điều này có nghĩa là để mở bóng bán dẫn đầu ra, cần phải đặt điện áp vào đầu vào (R) của bộ khuếch đại hoạt động cao hơn một chút so với 2,5 volt tham chiếu (có thể bỏ qua tiền tố "hơi", vì chênh lệch là vài milivôn và trong tương lai, chúng tôi sẽ giả định rằng phải đặt điện áp bằng tham chiếu vào đầu vào), khi đó điện áp sẽ xuất hiện ở đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động và bóng bán dẫn đầu ra sẽ mở.
Nói một cách đơn giản, TL431 giống như bóng bán dẫn hiệu ứng trường (hoặc chỉ bóng bán dẫn) mở ra khi điện áp 2,5 vôn (hoặc hơn) được đặt vào đầu vào của nó. Ngưỡng đóng mở của bóng bán dẫn đầu ra ở đây rất ổn định do có nguồn điện áp tham chiếu ổn định tích hợp.

Cơm. bốn Sơ đồ trên TL431.

Có thể thấy từ mạch (Hình 4) rằng một bộ chia điện áp từ các điện trở R2 và R3 được kết nối với đầu vào R của vi mạch TL431, điện trở R1 giới hạn dòng LED.
Vì các điện trở của bộ chia giống nhau (điện áp nguồn được chia đôi), nên bóng bán dẫn đầu ra của bộ khuếch đại (TL-ki) sẽ mở khi điện áp nguồn từ 5 volt trở lên (5/2 = 2,5). Trong trường hợp này, 2,5 volt sẽ được cung cấp cho đầu vào R từ bộ chia R2-R3.
Đó là, đèn LED của chúng ta sẽ sáng (bóng bán dẫn đầu ra sẽ mở) khi điện áp nguồn từ 5 volt trở lên. Nó sẽ tắt tương ứng khi điện áp nguồn nhỏ hơn 5 vôn.
Nếu bạn tăng điện trở của điện trở R3 trong dải phân cách, thì cần phải tăng điện áp của nguồn điện hơn 5 volt, để điện áp ở đầu vào R của vi mạch được cung cấp từ dải phân cách R2- R3 lại đạt 2,5 volt và bóng bán dẫn đầu ra TL mở -ki.

Nó chỉ ra rằng nếu bộ chia điện áp này (R2-R3) được kết nối với đầu ra PSU và cực âm TL với đế hoặc cổng của bóng bán dẫn điều khiển PSU, thì bằng cách thay đổi các nhánh của bộ chia, chẳng hạn, bằng cách thay đổi giá trị của R3, có thể thay đổi điện áp đầu ra của PSU này, vì trong trường hợp này, điện áp ổn định của TL-ki (điện áp mở của bóng bán dẫn đầu ra) cũng sẽ thay đổi - nghĩa là chúng ta sẽ nhận được một diode zener được điều khiển .
Hoặc nếu bạn chọn một dải phân cách mà không thay đổi nó trong tương lai, bạn có thể cố định nghiêm ngặt điện áp đầu ra của PSU ở một giá trị nhất định.

Sự kết luận;- nếu vi mạch được sử dụng làm diode zener (mục đích chính của nó), thì bằng cách chọn điện trở của dải phân cách R2-R3, chúng ta có thể tạo ra một diode zener với bất kỳ điện áp ổn định nào trong khoảng 2,5 - 36 volt (giới hạn tối đa theo vào "bảng dữ liệu").
Ổn định điện áp 2,5 volt - thu được mà không cần bộ chia nếu đầu vào của TL-ki được kết nối với cực âm của nó, tức là kết luận chặt chẽ 1 và 3.

Sau đó, nhiều câu hỏi phát sinh. Ví dụ, có thể thay thế TL431 bằng opamp thông thường không?
- Có thể, chỉ khi có mong muốn thiết kế, nhưng sẽ cần phải lắp ráp nguồn điện áp tham chiếu 2,5 volt của riêng bạn và cấp nguồn cho opamp riêng biệt với bóng bán dẫn đầu ra, vì dòng điện tiêu thụ của nó có thể mở bộ truyền động . Trong trường hợp này, bạn có thể đặt điện áp tham chiếu tùy thích (không nhất thiết phải là 2,5 volt), sau đó bạn sẽ phải tính toán lại điện trở của bộ chia được sử dụng cùng với TL431, sao cho ở điện áp đầu ra PSU nhất định, điện áp được cung cấp đến đầu vào của vi mạch bằng với tham chiếu.

Một câu hỏi nữa - có thể sử dụng TL431 như một bộ so sánh thông thường và lắp ráp trên nó, chẳng hạn như bộ điều chỉnh nhiệt hay thứ gì đó tương tự không?

Có thể, nhưng vì nó khác với bộ so sánh thông thường bởi sự hiện diện của nguồn điện áp tham chiếu tích hợp, nên mạch sẽ đơn giản hơn nhiều. Ví dụ này;

Cơm. 5 Bộ ổn nhiệt trên TL431.

Ở đây, nhiệt điện trở (nhiệt điện trở) là một cảm biến nhiệt độ và nó giảm điện trở khi nhiệt độ tăng, tức là. có TCR (Hệ số kháng nhiệt độ) âm. Điện trở nhiệt PTC, tức là có điện trở tăng khi nhiệt độ tăng - được gọi là posistor.
Trong bộ điều chỉnh nhiệt này, khi nhiệt độ vượt quá mức cài đặt (được điều chỉnh bởi biến trở), rơle hoặc một số bộ truyền động sẽ hoạt động và các tiếp điểm sẽ tắt tải (máy sưởi), hoặc, ví dụ, bật quạt, tùy thuộc vào về nhiệm vụ.
Mạch này có độ trễ nhỏ và để tăng độ trễ, cần đặt OOS giữa các chân 1-3, chẳng hạn như điện trở điều chỉnh 1,0 - 0,5 mOhm và chọn giá trị của nó bằng thực nghiệm, tùy thuộc vào độ trễ cần thiết.
Nếu bộ truyền động cần thiết để hoạt động khi nhiệt độ giảm xuống, thì cảm biến và bộ điều chỉnh phải được hoán đổi, nghĩa là, nhiệt điện trở nên được đưa vào vai trên và biến trở với điện trở ở vai dưới.
Và kết luận lại, bạn có thể dễ dàng tìm ra cách thức hoạt động của chip TL431 trong mạch cấp nguồn mạnh mẽ cho bộ thu phát, được thể hiện trong Hình 6, vai trò của các điện trở R8 và R9 ở đây cũng như cách chúng được chọn.

Cơm. 6 Cung cấp năng lượng mạnh mẽ cho 13 volt, 22 amps.

Linh kiện điện tử tl 431 là một trong những mạch tích hợp được sản xuất hàng loạt từ năm 1978. Nó được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các bộ nguồn máy tính, tivi và các thiết bị gia dụng khác như một tham chiếu điện áp có thể lập trình chính xác. Trong thực tế, có một số sơ đồ để bật tl431.

thiết bị phần tử điện tử

Vi mạch có thiết kế đơn giản, bao gồm các thành phần sau: vỏ, bộ khuếch đại hoạt động (op-amp), bóng bán dẫn tl431 đầu ra và nguồn điện áp tham chiếu. Một tính năng của vi mạch này là nó thực hiện các chức năng của một diode zener.

Nguồn điện áp tham chiếu 2,5 volt có độ ổn định cao được kết nối với đầu vào nghịch đảo của op-amp (-), bộ phát của bóng bán dẫn và nối đất bằng hai điểm chung, một đi-ốt silicon cũng được đưa vào mạch tham chiếu áp suất. Nó được thiết kế để ngăn chặn việc tạo ra dòng điện ngược và bảo vệ chống đảo cực. Đầu vào trực tiếp ® được thiết kế để nhận tín hiệu từ các bo mạch khác, cũng như cấp nguồn cho bộ khuếch đại. Nó được kết nối thông qua một diode với bộ thu của bóng bán dẫn cũng thông qua một điểm chung. Đầu ra của op-amp được kết nối với đế của bóng bán dẫn.

Cần nhớ rằng bóng bán dẫn được sử dụng trong các vi mạch của sê-ri này có khả năng chịu tải lên tới 0,1 A và 36 V.

nguyên tắc hoạt động

Hoạt động của vi mạch dựa trên nguyên tắc vượt quá điện áp đặt vào đầu vào trực tiếp của op-amp so với đầu vào tham chiếu. Với U (điện áp đầu vào trực tiếp) nhỏ hơn hoặc bằng Vref (điện áp tham chiếu đầu ra), sẽ có một điện áp thấp tương tự, do đó bóng bán dẫn sẽ không mở và dòng điện sẽ không chạy qua mạch cực dương-cực âm. Ngay khi U vượt quá Vref ở đầu ra của op amp, một điện áp được tạo ra có thể bật bóng bán dẫn và khiến dòng điện chạy từ cực âm sang cực dương, khiến vi mạch hoạt động.

Sơ đồ chân tl341

TL 341 là một vi mạch ba chân. Mỗi chân có tên riêng 1 - tham chiếu (output), 2 - cực dương (anode) và 3 - cực âm (cathode).

Trên thực tế, sơ đồ chân là khác nhau và phụ thuộc vào loại vỏ do nhà sản xuất lựa chọn trong quá trình sản xuất sản phẩm. TL431 có nhiều gói khác nhau, từ TO-92 cổ đến SOT-23 hiện đại. Sơ đồ chân của tl431, tùy thuộc vào loại vỏ, được hiển thị trong Hình 3.

Các chất tương tự sản xuất trong nước của tl431 là vi mạch KR142EN19A và K1156EP5T. Các chất tương tự nước ngoài bao gồm:

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

thông số kỹ thuật

Các đặc tính kỹ thuật chính của chip tl 341 là:

Có thể thấy từ các đặc điểm mà vi mạch có thể được sử dụng với dải điện áp khá rộng, nhưng khả năng mang dòng điện rất nhỏ. Để nghiêm trọng hơn, các bóng bán dẫn mạnh mẽ được kết nối với mạch cực âm, điều chỉnh các tham số đầu ra.

Đề án chuyển đổi

Chip tl 431 là một diode zener tích hợp. Nó có ba sơ đồ chuyển mạch:

ở 2,48 V (1);
ở 3,3V (2);
ở 14 V

Tùy chọn 1: Mạch 2,48 V.

Mạch chuyển đổi diode zener 2,48 volt được trang bị bộ chuyển đổi một cấp. Giá trị trung bình của dòng điện hoạt động trong một hệ thống như vậy là 5,3 A. Một mạch gồm hai điện trở mắc song song (2,4 và 2,26 kΩ mỗi điện trở) được gắn vào đầu ra ref (mạch điện áp tham chiếu). Các điện trở này được cung cấp sơ bộ với hiệu điện thế 5 V, sau khi đi qua mạch sẽ biến thành 2,48.

Để tăng độ nhạy của điốt zener, người ta sử dụng nhiều bộ điều biến khác nhau, chủ yếu là loại lưỡng cực có điện dung nhỏ hơn 3 pF (picofarad). Điốt Zener được kết nối với cực âm.

Tùy chọn 2: Mạch chuyển đổi 3,3 V.

Mạch chuyển mạch 3,3 V cũng sử dụng bộ chuyển đổi một cấp và điện trở 1 kΩ nối với cực âm. Một nguồn điện 3 V của bên thứ ba được đặt trước điện trở. Một tụ điện 10 nF nối đất được nối với chân (ref). Cực dương trong mạch như vậy được cắm trực tiếp xuống đất, cực âm và mạch đầu vào được nối với nhau bằng hai điểm chung.

Vấn đề với mạch chuyển đổi này là xác suất cao xảy ra đoản mạch (đoản mạch). Để giảm nguy cơ đoản mạch, cầu chì được gắn sau điốt zener.

Để khuếch đại tín hiệu, các bộ lọc đặc biệt được kết nối với đầu ra. Trong một mạch chuyển đổi như vậy, các chỉ số điện áp và dòng điện trung bình là 5 V / 3,5 A và độ chính xác ổn định nhỏ hơn 3%. Điốt zener được kết nối thông qua bộ điều hợp véc tơ nên bạn cần chọn loại bóng bán dẫn hợp lý, điện dung trung bình của bộ điều biến phải là 4,2 pF. Kích hoạt có thể được sử dụng để tăng dẫn hiện tại.

Thiết bị độc lập dựa trên chip

Con chip này được sử dụng trong bộ nguồn cho TV và máy tính. Tuy nhiên, trên cơ sở của nó, có thể vẽ các mạch điện độc lập, một số trong số đó là:

bộ ổn định dòng điện;
chỉ báo âm thanh.

ổn định hiện tại

Bộ ổn định dòng điện là một trong những mạch đơn giản nhất có thể được thực hiện trên chip tl 341. Nó bao gồm các yếu tố sau:

Nguồn cấp;
điện trở R 1 được kết nối bằng một điểm chung với + đường dây điện;
điện trở song song R 2 đến - đường dây điện;
một bóng bán dẫn có bộ phát được kết nối với - dòng thông qua một điện trở R 2, bộ thu với đầu ra - dòng và đế thông qua một điểm chung với cực âm của vi mạch;
tl 341 vi mạch, có cực dương được kết nối với dòng - bằng một dòng điện chung và chân ref cũng được kết nối với mạch phát của bóng bán dẫn bằng một điểm chung.

Vai trò chính trong mạch này được thực hiện bởi điện trở shunt R 2, do phản hồi đặt giá trị, điện áp bằng 2,5 V. Do đó, dòng điện đầu ra sẽ có dạng sau: I = 2,5 / R2.

chỉ báo âm thanh

Chỉ báo âm thanh dựa trên tl 341 là một mạch đơn giản như trong hình 5

Một chỉ báo âm thanh như vậy có thể được sử dụng để theo dõi mực nước trong bất kỳ thùng chứa nào. Cảm biến là một mạch điện tử trong vỏ có hai điện cực đầu ra làm bằng thép không gỉ, một trong số đó được đặt cao hơn 20 mm so với điện cực kia.

Tại thời điểm dây cảm biến tiếp xúc với nước, điện trở giảm và tl 341 chuyển sang chế độ tuyến tính thông qua các điện trở R 1 và R 2. Điều này góp phần xuất hiện hiện tượng tự động tạo tần số cộng hưởng và hình thành tín hiệu âm thanh .

Kiểm tra chức năng bằng đồng hồ vạn năng

Nhiều người đặt câu hỏi về cách kiểm tra tl431 bằng đồng hồ vạn năng. Câu trả lời đủ đơn giản để kiểm tra chip tl341 hoặc các sửa đổi của nó tl431a bạn cần làm như sau:

Lắp ráp một mạch thử nghiệm đơn giản bằng chip và chìa khóa.
Đóng mạch công tắc và thực hiện các phép đo. Đồng hồ vạn năng sẽ hiển thị giá trị của điện áp tham chiếu - 2,5 V.
Mở mạch và thực hiện các phép đo. Màn hình đồng hồ sẽ hiển thị 5 V.

Bộ ổn định tích hợp TL431 chủ yếu được sử dụng trong các bộ nguồn. Tuy nhiên, có nhiều công dụng hơn cho nó. Một số kế hoạch này được hiển thị trong bài viết này.

Bài viết này sẽ nói về các thiết bị đơn giản và hữu ích được thực hiện bằng cách sử dụng chíp TL431. Nhưng trong trường hợp này, đừng sợ từ "vi mạch", nó chỉ có ba đầu ra và bề ngoài trông giống như một bóng bán dẫn công suất thấp đơn giản trong gói TO90.

Đầu tiên một chút lịch sử

Tình cờ là tất cả các kỹ sư điện tử đều biết những con số kỳ diệu 431, 494. Nó là gì?

TEXAS INSTRUMENTS đứng ở giai đoạn đầu của kỷ nguyên bán dẫn. Tất cả thời gian này, nó luôn ở vị trí đầu tiên trong danh sách các công ty hàng đầu thế giới về sản xuất linh kiện điện tử, giữ vững vị trí trong top 10 hay như người ta thường nói, trong bảng xếp hạng TOP-10 thế giới. Mạch tích hợp đầu tiên được tạo ra vào năm 1958 bởi một nhân viên của công ty này, Jack Kilby.

Bây giờ TI sản xuất một loạt các vi mạch, tên của chúng bắt đầu bằng tiền tố TL và SN. Đây là các vi mạch tương tự và logic (kỹ thuật số), tương ứng, đã đi vào lịch sử của TI mãi mãi và vẫn được ứng dụng rộng rãi nhất.

Trong số những cái đầu tiên trong danh sách các vi mạch "ma thuật", có lẽ bạn nên xem xét. 10 bóng bán dẫn được ẩn trong gói ba cực của vi mạch này và chức năng được thực hiện bởi nó giống như một đi-ốt zener thông thường (đi-ốt Zener).

Nhưng do sự phức tạp này, vi mạch có độ ổn định nhiệt cao hơn và tăng độ dốc của đặc tính. Tính năng chính của nó là với sự trợ giúp của điện áp ổn định, có thể thay đổi trong khoảng 2,5 ... 30 V. Trong các mẫu mới nhất, ngưỡng thấp hơn là 1,25 V.

TL431 được tạo ra bởi nhân viên TI Barney Holland vào đầu những năm bảy mươi. Sau đó, anh ta đang sao chép chip ổn định của một công ty khác. Chúng tôi sẽ nói tước, không sao chép. Vì vậy, Barney Holland đã mượn một nguồn điện áp tham chiếu từ vi mạch ban đầu, và trên cơ sở đó, ông đã tạo ra một vi mạch ổn định riêng. Lúc đầu nó có tên là TL430, sau một số cải tiến thì có tên là TL431.

Rất nhiều thời gian đã trôi qua kể từ đó, và hiện tại không có một bộ cấp nguồn máy tính nào không tìm thấy ứng dụng của nó. Nó cũng tìm thấy ứng dụng trong hầu hết tất cả các bộ nguồn chuyển mạch công suất thấp. Một trong những nguồn này hiện có ở mọi nhà - đây là nguồn dành cho điện thoại di động. Tuổi thọ như vậy chỉ có thể được ghen tị. Hình 1 cho thấy sơ đồ khối TL431.

Hình 1. Sơ đồ chức năng của TL431.

Barney Holland cũng đã tạo ra chip TL494 nổi tiếng không kém và vẫn được yêu cầu. Đây là bộ điều khiển PWM kéo đẩy, trên cơ sở nhiều mô hình bộ nguồn chuyển mạch đã được tạo ra. Do đó, số 494 cũng thuộc về "ma thuật".

Và bây giờ hãy chuyển sang xem xét các thiết kế khác nhau dựa trên chip TL431.

Thiết bị chỉ báo và tín hiệu

Chip TL431 có thể được sử dụng không chỉ cho mục đích dự định của nó như một diode zener trong nguồn điện. Trên cơ sở của nó, có thể tạo ra các chỉ báo ánh sáng khác nhau và thậm chí cả các thiết bị báo hiệu âm thanh. Với sự trợ giúp của các thiết bị như vậy, nhiều thông số khác nhau có thể được theo dõi.

Trước hết, nó chỉ là điện. Tuy nhiên, nếu bất kỳ đại lượng vật lý nào được biểu diễn dưới dạng điện áp sử dụng cảm biến, thì có thể chế tạo một thiết bị để điều khiển, ví dụ, mực nước trong bình chứa, nhiệt độ và độ ẩm, độ chiếu sáng hoặc áp suất của chất lỏng hoặc khí.

Hoạt động của một thiết bị báo hiệu như vậy dựa trên thực tế là khi điện áp ở điện cực điều khiển của điốt zener DA1 (chân 1) nhỏ hơn 2,5 V, thì điốt zener đóng lại, chỉ có một dòng điện nhỏ chạy qua nó, như một quy tắc, không quá 0,3 ... 0,4 mA. Nhưng dòng điện này đủ để đèn LED HL1 phát sáng rất yếu. Để tránh hiện tượng này, chỉ cần kết nối một điện trở có điện trở khoảng 2 ... 3 KΩ song song với đèn LED là đủ. Mạch của thiết bị báo hiệu quá áp được thể hiện trong Hình 2.

Hình 2. Thiết bị báo hiệu quá áp.

Nếu điện áp ở điện cực điều khiển vượt quá 2,5 V, điốt zener sẽ mở và đèn LED HL1 sẽ sáng. giới hạn dòng điện cần thiết thông qua diode Zener DA1 và đèn LED HL1 cung cấp điện trở R3. Dòng điện tối đa của diode zener là 100 mA, trong khi cùng thông số cho đèn LED HL1 chỉ là 20 mA. Chính từ điều kiện này, điện trở của điện trở R3 được tính. chính xác hơn, điện trở này có thể được tính bằng công thức bên dưới.

R3 \u003d (Upit - Uhl - Uda) / Ihl. Các ký hiệu sau được sử dụng ở đây: Upit - điện áp cung cấp, Uhl - điện áp rơi trực tiếp trên đèn LED, điện áp Uda trên chip mở (thường là 2V), dòng điện LED Ihl (đặt trong khoảng 5 ... 15 mA). Ngoài ra, không nên quên rằng điện áp tối đa cho diode zener TL431 chỉ là 36 V. Tham số này cũng không thể vượt quá.

mức báo động

Điện áp ở điện cực điều khiển, tại đó đèn LED HL1 (Uz) sáng lên, được đặt bởi bộ chia R1, R2. thông số chia được tính theo công thức:

R2 \u003d 2,5 * R1 / (Uz - 2,5). Để cài đặt ngưỡng phản hồi chính xác hơn, thay vì điện trở R2, bạn có thể cài đặt một điện trở điều chỉnh, với giá trị danh nghĩa gấp một lần rưỡi so với giá trị thực tế theo tính toán. Sau khi điều chỉnh xong, nó có thể được thay thế bằng một điện trở không đổi, điện trở của nó bằng với điện trở của phần đã vào của tông đơ.

Đôi khi bạn cần kiểm soát một số mức điện áp. Trong trường hợp này, cần có ba thiết bị báo hiệu như vậy, mỗi thiết bị được đặt ở điện áp riêng. Do đó, có thể tạo toàn bộ dòng chỉ báo, thang đo tuyến tính.

Để cấp nguồn cho mạch chỉ thị, bao gồm đèn LED HL1 và điện trở R3, bạn có thể sử dụng nguồn điện riêng, thậm chí không ổn định. Trong trường hợp này, điện áp được điều khiển được đặt vào đầu ra phía trên của điện trở R1 theo mạch, cần được ngắt kết nối khỏi điện trở R3. Với sự bao gồm này, điện áp được kiểm soát có thể dao động từ ba đến vài chục vôn.

Hình 3. Chỉ báo thiếu điện áp.

Sự khác biệt giữa mạch này và mạch trước đó là đèn LED được bật khác nhau. Sự bao gồm như vậy được gọi là nghịch đảo, vì đèn LED sáng lên khi đóng vi mạch. Nếu điện áp được điều khiển vượt quá ngưỡng được đặt bởi dải phân cách R1, R2, vi mạch sẽ mở và dòng điện chạy qua điện trở R3 và các chân 3 - 2 (cực âm - cực dương) của vi mạch.

Trên vi mạch trong trường hợp này có sự sụt giảm điện áp 2 V, không đủ để thắp sáng đèn LED. Để đảm bảo rằng đèn LED không sáng, hai điốt được lắp nối tiếp với nó. Một số loại đèn LED, chẳng hạn như màu xanh lam, trắng và một số loại màu xanh lá cây, sáng lên khi điện áp trên chúng vượt quá 2,2 V. Trong trường hợp này, các bộ nhảy dây được lắp đặt thay vì điốt VD1, VD2.

Khi điện áp được điều khiển trở nên nhỏ hơn điện áp được đặt bởi bộ chia R1, vi mạch R2 sẽ đóng lại, điện áp ở đầu ra của nó sẽ lớn hơn nhiều so với 2 V, do đó đèn LED HL1 sẽ sáng lên.

Nếu bạn chỉ muốn kiểm soát sự thay đổi điện áp, thì có thể lắp ráp chỉ báo theo mạch như trong Hình 4.

Hình 4. Chỉ báo thay đổi điện áp.

Chỉ báo này sử dụng đèn LED hai màu HL1. Nếu điện áp được theo dõi vượt quá giá trị ngưỡng, đèn LED màu đỏ sẽ sáng lên và nếu điện áp thấp hơn, đèn LED màu xanh lục sẽ sáng lên.

Trong trường hợp khi điện áp gần đến ngưỡng quy định (khoảng 0,05 ... 0,1 V), cả hai chỉ báo đều bị tắt, do đặc tính truyền của diode zener có độ dốc được xác định rõ.

Nếu bạn muốn theo dõi sự thay đổi của bất kỳ đại lượng vật lý nào, thì có thể thay thế điện trở R2 bằng một cảm biến thay đổi điện trở dưới tác động của môi trường. Một thiết bị tương tự được hiển thị trong Hình 5.

Hình 5. Sơ đồ quan trắc các thông số môi trường.

Thông thường, một sơ đồ hiển thị một số cảm biến cùng một lúc. Nếu nó làm, sau đó nó sẽ làm việc. Miễn là độ chiếu sáng cao, thì phototransistor mở và điện trở của nó thấp. Do đó, điện áp ở đầu ra điều khiển DA1 nhỏ hơn ngưỡng, do đó đèn LED không sáng.

Khi độ chiếu sáng giảm, điện trở của phototransistor tăng lên, dẫn đến tăng điện áp ở đầu ra điều khiển DA1. Khi điện áp này vượt quá ngưỡng (2,5 V), diode zener sẽ mở và đèn LED sáng lên.

Nếu, thay vì một phototransistor, một nhiệt điện trở, chẳng hạn như dòng MMT, được kết nối với đầu vào của thiết bị, thì sẽ nhận được chỉ báo nhiệt độ: khi nhiệt độ giảm, đèn LED sẽ sáng lên.

Ví dụ, chương trình tương tự có thể được áp dụng cho đất đai. Để làm điều này, thay vì nhiệt điện trở hoặc phototransistor, nên kết nối các điện cực bằng thép không gỉ, các điện cực này sẽ được cắm xuống đất ở một khoảng cách nhất định với nhau. Khi mặt đất khô đến mức được xác định trong quá trình cài đặt, đèn LED sẽ sáng lên.

Ngưỡng hoạt động của thiết bị trong mọi trường hợp được đặt bằng biến trở R1.

Ngoài các chỉ báo ánh sáng được liệt kê, có thể lắp ráp chỉ báo âm thanh trên chip TL431. Sơ đồ của một chỉ báo như vậy được thể hiện trong Hình 6.

Hình 6. Còi báo mức chất lỏng.

Để kiểm soát mức chất lỏng, chẳng hạn như nước trong bồn tắm, một cảm biến gồm hai tấm không gỉ được kết nối với mạch, được đặt ở khoảng cách vài milimét với nhau.

Khi nước đến cảm biến, điện trở của nó giảm và vi mạch chuyển sang chế độ tuyến tính thông qua các điện trở R1 R2. Do đó, quá trình tự tạo xảy ra ở tần số cộng hưởng của bộ phát áp điện HA1, tại đó tín hiệu âm thanh sẽ phát ra.

Bộ phát ZP-3 có thể được sử dụng làm bộ phát. thiết bị được cung cấp bởi điện áp 5…12 V. Điều này cho phép nó được cung cấp năng lượng ngay cả từ pin mạ điện, giúp bạn có thể sử dụng thiết bị ở những nơi khác nhau, bao gồm cả phòng tắm.

Tất nhiên, phạm vi chính của chip TL434 là nguồn điện. Tuy nhiên, như bạn có thể thấy, khả năng của vi mạch không giới hạn ở điều này.

Boris Aladyshkin

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách hoạt động của bộ ổn áp tích hợp TL431 trong các bộ nguồn được điều chỉnh.

kỹ thuật TL431được gọi là bộ điều chỉnh shunt có thể lập trình, nói một cách đơn giản, nó có thể được định nghĩa là một điốt zener được điều chỉnh. Chúng ta hãy xem thông số kỹ thuật và hướng dẫn sử dụng của nó.

Đi-ốt zener TL431 có các tính năng chính sau:

Điện áp đầu ra được đặt hoặc lập trình lên đến 36 volt
Trở kháng đầu ra thấp khoảng 0,2 ohm
Băng thông lên đến 100 mA
Không giống như các đi-ốt Zener thông thường, việc tạo ra tiếng ồn trong TL431 là không đáng kể.
Chuyển mạch nhanh.

Mô tả chung TL431

TL431 là bộ điều chỉnh điện áp có thể điều chỉnh hoặc lập trình.
Điện áp đầu ra mong muốn có thể được đặt chỉ với hai (bộ chia điện áp) bên ngoài được kết nối với chân REF.

Sơ đồ bên dưới hiển thị sơ đồ khối bên trong của thiết bị, cũng như mã PIN chỉ định.

sơ đồ chân TL431

Mạch chuyển đổi diode zener TL431

Bây giờ hãy xem cách thiết bị này có thể được sử dụng trong các mạch thực tế. Sơ đồ dưới đây cho thấy cách TL431 có thể được sử dụng như một bộ điều chỉnh điện áp thông thường:

Hình trên cho thấy cách, chỉ với một vài điện trở và TL431, bạn có thể có được một bộ điều chỉnh hoạt động trong dải 2,5 ... 36 volt. R1 là một biến trở được sử dụng để điều chỉnh điện áp đầu ra.

Công thức sau đây có giá trị để tính điện trở của điện trở, nếu chúng ta muốn có được một số loại điện áp cố định.

Võ = (1 + R1/R2)Vref

Với việc sử dụng kết hợp các bộ ổn định sê-ri 78xx (7805,7808,7812 ..) và TL431, sơ đồ sau có thể được sử dụng:

Cực âm TL431 được kết nối với thiết bị đầu cuối chung 78xx. Đầu ra của 78xx được kết nối với một trong các bộ chia điện áp điểm xác định điện áp đầu ra.

Các kiểu sử dụng TL431 ở trên được giới hạn ở dòng điện đầu ra tối đa 100mA.

Để có được dòng điện đầu ra cao hơn, có thể sử dụng mạch sau.

Trong mạch trên, hầu hết các thành phần tương tự như bộ điều chỉnh thông thường ở trên, ngoại trừ ở đây, cực âm được kết nối với cực dương thông qua một điện trở và đế bóng bán dẫn đệm được kết nối với điểm kết nối của chúng. Dòng điện đầu ra của bộ điều chỉnh sẽ phụ thuộc vào công suất của bóng bán dẫn này.

Ứng dụng cho TL431

Các ứng dụng trên của TL431 có thể được sử dụng ở bất kỳ nơi nào yêu cầu độ chính xác về điện áp đầu ra hoặc điện áp tham chiếu. Điều này hiện được sử dụng rộng rãi trong việc chuyển đổi nguồn điện để tạo ra một tham chiếu điện áp chính xác.

(đã tải xuống: 846)

TL431 là một diode zener tích hợp. Trong mạch, nó đóng vai trò là nguồn điện áp chuẩn. Phần tử được trình bày thường được sử dụng trong nguồn điện. Thiết bị ở diode zener khá đơn giản. Tổng cộng, mô hình sử dụng ba đầu ra. Tùy thuộc vào sửa đổi, có thể đặt tối đa mười bóng bán dẫn trong vỏ. Một tính năng đặc biệt của TL431 được coi là ổn định nhiệt tốt.

Mạch chuyển đổi cho 2,48 V

Đi-ốt zener TL431 có mạch chuyển mạch 2,48 V với bộ chuyển đổi một tầng. Trung bình, dòng điện hoạt động trong hệ thống đạt mức 5,3 A. Có thể sử dụng điện trở để truyền tín hiệu với độ dẫn điện áp khác nhau. Độ chính xác ổn định trong các thiết bị này thay đổi khoảng 2%.

Để tăng độ nhạy của diode zener, các bộ điều biến khác nhau được sử dụng. Theo quy định, loại lưỡng cực được chọn. Trung bình, điện dung của chúng không quá 3 pF. Tuy nhiên, trong trường hợp này, phần lớn phụ thuộc vào độ dẫn của dòng điện. Để giảm nguy cơ quá nhiệt của các phần tử, các bộ mở rộng được sử dụng. Các điốt zener được kết nối thông qua cực âm.

Bật thiết bị 3,3V

Ở diode zener TL431, mạch chuyển mạch 3,3V ngụ ý việc sử dụng bộ chuyển đổi một tầng. Điện trở để truyền xung là loại chọn lọc. Ngay cả ở diode zener TL431, mạch chuyển đổi 3,3 volt có bộ điều biến công suất nhỏ. Để giảm rủi ro, cầu chì được sử dụng. Chúng thường được cài đặt phía sau điốt zener.

Để khuếch đại tín hiệu, bạn không thể làm gì nếu không có bộ lọc. Trung bình, ngưỡng điện áp dao động khoảng 5 watt. Dòng điện hoạt động của hệ thống không quá 3,5 A. Theo quy định, độ chính xác ổn định không vượt quá 3%. Cũng cần lưu ý rằng điốt zener có thể được kết nối thông qua bộ chuyển đổi vectơ. Trong trường hợp này, bóng bán dẫn được chọn là loại hợp lý. Trung bình, điện dung của bộ điều biến phải là 4,2 pF. Thyristor được sử dụng cả loại pha và loại hở. Để tăng độ dẫn điện, cần có các kích hoạt.

Đến nay, các phần tử này được trang bị các bộ khuếch đại có công suất khác nhau. Trung bình, ngưỡng điện áp trong hệ thống đạt 3,1 W. Chỉ báo dòng điện hoạt động dao động trong khoảng 3,5 A. Điều quan trọng là phải xem xét điện trở đầu ra. Tham số được trình bày không được quá 80 ohms.

Kết nối với mạch 14 V

Tại diode zener TL431, mạch chuyển mạch 14V ngụ ý việc sử dụng bộ chuyển đổi vô hướng. Trung bình, điện áp ngưỡng là 3 watt. Theo quy định, dòng điện hoạt động không vượt quá 5 A. Đồng thời, mức quá tải cho phép dao động quanh mức 4 Ah. Ngoài ra, diode zener TL431 có mạch chuyển mạch 14V với bộ khuếch đại của cả hai loại một cực và hai cực. Để cải thiện độ dẫn điện, người ta không thể làm gì nếu không có tetrode. Nó có thể được sử dụng với một hoặc hai bộ lọc.

Một loạt điốt Zener

Đối với nguồn điện và biến tần, dòng A TL431 được sử dụng. Làm cách nào để kiểm tra xem một phần tử có được kết nối chính xác không? Trên thực tế, điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng máy kiểm tra. Chỉ số kháng ngưỡng phải là 80 ohms. Thiết bị có khả năng hoạt động thông qua bộ chuyển đổi loại một tầng và loại vector. Điện trở trong trường hợp này được sử dụng với lớp lót.

Nếu chúng ta nói về các tham số, thì mạch không vượt quá 5 watt. Trong trường hợp này, dòng điện hoạt động dao động khoảng 3,4 A. Bộ mở rộng được sử dụng để giảm nguy cơ bóng bán dẫn quá nóng. Đối với các mẫu A-series, chúng chỉ phù hợp với loại chuyển mạch. Để tăng độ nhạy của thiết bị, cần có bộ điều biến mạnh. Trung bình, thông số điện trở đầu ra không vượt quá 70 ohms.

Dòng thiết bị CLP

Điốt Zener Mạch chuyển mạch TL431 có bộ chuyển đổi một tầng. Bạn có thể gặp mô hình CLP cả trong bộ biến tần và trong nhiều thiết bị gia dụng. Điện áp ngưỡng của diode zener dao động khoảng 3 watt. Dòng điện hoạt động trực tiếp là 3,5 A. Độ chính xác ổn định của các phần tử không vượt quá 2,5%. Các loại bộ điều chế khác nhau được sử dụng để điều chỉnh tín hiệu đầu ra. Kích hoạt trong trường hợp này được chọn với bộ khuếch đại.

Đi-ốt Zener dòng ACLP

Mạch chuyển đổi điốt Zener TL431 có bộ chuyển đổi vectơ hoặc vô hướng. Nếu chúng ta xem xét tùy chọn đầu tiên, thì mức hoạt động hiện tại không quá 4 A. Trong trường hợp này, độ chính xác ổn định là khoảng 4%. Để khuếch đại tín hiệu, các bộ kích hoạt được sử dụng, cũng như các thyristor.

Nếu chúng ta xem xét sơ đồ kết nối với bộ chuyển đổi vô hướng, thì các bộ điều biến được sử dụng với điện dung khoảng 6 pF. Các bóng bán dẫn trực tiếp được sử dụng loại cộng hưởng. Để khuếch đại tín hiệu, các kích hoạt thông thường là phù hợp. Cũng cần lưu ý rằng chỉ số độ nhạy của thiết bị dao động trong khoảng 20 mV.

Mô hình AC

Đối với bộ biến tần lưỡng cực, điốt zener cherry AC TL431 thường được sử dụng. Làm cách nào để kiểm tra chức năng của phần tử được kết nối? Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một trình kiểm tra thông thường. Thông số điện trở đầu ra không được vượt quá 70 ohms. Cũng cần lưu ý rằng các thiết bị của sê-ri này được bật thông qua bộ chuyển đổi véc-tơ.

Trong trường hợp này, sửa đổi vô hướng là không phù hợp. Điều này phần lớn là do ngưỡng dẫn điện thấp. Cũng cần lưu ý rằng điện áp danh định không vượt quá 4 watt. Dòng điện hoạt động trong mạch được duy trì ở mức 2 A. Nhiều loại thyristor được sử dụng để giảm tổn thất nhiệt. Cho đến nay, việc mở rộng và sửa đổi giai đoạn đang được sản xuất.

Các mẫu có vỏ KT-26

Trong các thiết bị điện gia dụng, người ta thường thấy điốt zener TL431 với vỏ KT-26. Mạch chuyển mạch ngụ ý việc sử dụng các bộ điều biến lưỡng cực. Chúng được sản xuất với độ dẫn điện khác nhau. Thông số độ nhạy tối đa của hệ thống dao động trong khoảng 430 mV.

Trở kháng đầu ra trực tiếp đạt không quá 70 ohms. Kích hoạt trong trường hợp này chỉ được sử dụng với bộ khuếch đại. Để giảm nguy cơ đoản mạch, các bộ lọc loại mở và đóng được sử dụng. Kết nối trực tiếp của diode zener được thực hiện thông qua cực âm.

Nhà ở KT-47

TL431 (bộ ổn định) với vỏ KT-47 có thể được tìm thấy trong các bộ nguồn có công suất khác nhau. Sơ đồ bao gồm phần tử ngụ ý việc sử dụng các bộ chuyển đổi véc tơ. Bộ điều biến cho các mạch phù hợp với công suất lên tới 4 pF. Trở kháng đầu ra trực tiếp của các thiết bị là khoảng 70 ohms. Để cải thiện độ dẫn của điốt zener, chỉ sử dụng các tứ cực loại chùm. Theo quy định, độ chính xác ổn định không vượt quá 2%.

Đối với nguồn điện 5 V

Trong nguồn điện 5 V, TL431 được bật thông qua các bộ khuếch đại có độ dẫn điện khác nhau. Bộ chuyển đổi trực tiếp được sử dụng loại một giai đoạn. Ngoài ra, trong một số trường hợp, sửa đổi véc tơ được áp dụng. Trở kháng đầu ra trung bình là khoảng 90 ohms. Tỷ lệ chính xác ổn định trong các thiết bị là 2%. Bộ mở rộng khối được sử dụng trong cả hai loại chuyển mạch và mở. Kích hoạt chỉ có thể được sử dụng với các bộ lọc. Hôm nay chúng được sản xuất với một và một số yếu tố.

Sơ đồ nối dây cho khối 10 V

Sơ đồ bao gồm một diode zener trong nguồn điện liên quan đến việc sử dụng bộ chuyển đổi véc tơ hoặc một tầng. Nếu chúng ta xem xét tùy chọn đầu tiên, thì bộ điều biến được chọn với điện dung 4 pF. Trong trường hợp này, bộ kích hoạt chỉ được sử dụng với bộ khuếch đại. Đôi khi các bộ lọc được sử dụng để tăng độ nhạy của diode zener. Điện áp ngưỡng mạch trung bình 5,5 watt. Dòng điện hoạt động của hệ thống dao động khoảng 3,2 A.

Thông số ổn định, theo quy định, không vượt quá 3%. Nếu chúng ta xem xét một mạch có bộ biến đổi véc tơ, thì chúng ta không thể làm gì nếu không có bộ thu phát. Nó có thể được sử dụng hoặc mở hoặc màu sắc. Bộ điều chế được cài đặt với điện dung 5,2 pF. Bộ mở rộng là khá hiếm. Trong một số trường hợp, nó có thể tăng độ nhạy của diode zener. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là tổn thất nhiệt của phần tử tăng lên đáng kể.

Sơ đồ khối 15 V

Đi-ốt zener TL431 được bật thông qua khối 15 V bằng bộ chuyển đổi một cấp. Đổi lại, bộ điều biến phù hợp với điện dung 5 pF. Điện trở được sử dụng loại chọn lọc độc quyền. Nếu chúng ta xem xét các sửa đổi có kích hoạt, thì tham số điện áp ngưỡng không vượt quá 3 W. Độ chính xác ổn định là khoảng 3%. Bộ lọc cho hệ thống phù hợp cho cả loại mở và đóng.

Cũng cần lưu ý rằng một bộ mở rộng có thể được cài đặt trong mạch. Cho đến nay, các mô hình được sản xuất chủ yếu là loại chuyển mạch. Đối với các sửa đổi với bộ thu phát, độ dẫn điện hiện tại không vượt quá 4 micron. Trong trường hợp này, chỉ số độ nhạy của diode zener dao động khoảng 30 mV. Trở kháng đầu ra trong trường hợp này đạt khoảng 80 ohms.

Đối với biến tần ô tô

Đối với điốt zener sê-ri AC thường được sử dụng TL431. Mạch chuyển mạch trong trường hợp này liên quan đến việc sử dụng các triode hai bit. Bộ lọc trực tiếp được áp dụng loại mở. Nếu chúng ta xem xét các mạch không có bộ mở rộng, thì ngưỡng điện áp dao động khoảng 10 watt.

Dòng điện vận hành trực tiếp là 4 A. Thông số quá tải hệ thống được cho phép ở mức 3 mA. Nếu chúng tôi xem xét các sửa đổi với bộ mở rộng, thì trong trường hợp này, bộ điều chế dung lượng cao đã được cài đặt. Điện trở được sử dụng như loại chọn lọc tiêu chuẩn.

Trong một số trường hợp, các bộ khuếch đại có công suất khác nhau được sử dụng. Thông số điện áp ngưỡng, theo quy định, không vượt quá 12 W. Trở kháng đầu ra của hệ thống có thể nằm trong khoảng từ 70 đến 80 ohms. Chỉ số độ chính xác ổn định là khoảng 2%. Dòng điện hoạt động của các hệ thống không quá 4,5 A. Các điốt zener được kết nối trực tiếp qua cực âm.