Integrālo shēmu ražošana sākās tālajā 1978. gadā un turpinās līdz pat šai dienai. Mikroshēma ļauj ražot Dažādi signalizācijas un uzlādes ierīce ikdienas lietošanai. Mikroshēmu tl431 plaši izmanto sadzīves tehnikā: monitoros, magnetofonos, planšetdatoros. TL431 ir sava veida programmējams sprieguma regulators.
Savienojuma shēma un darbības princips
Darbības princips ir diezgan vienkāršs. Stabilizatoram ir nemainīgs atsauces spriegums, un, ja piegādātais spriegums ir mazāks par šo nominālo vērtību, tranzistors tiks aizvērts un neļaus plūst strāvai. To var skaidri redzēt nākamajā diagrammā.
Ja šī vērtība tiek pārsniegta, tiks atvērta regulējamā zenera diode P-N krustojums tranzistors, un strāva plūdīs tālāk uz diode, no plusa līdz mīnusam. Izejas spriegums būs nemainīgs. Attiecīgi, ja strāva nokrītas zem atsauces sprieguma, kontrolētais darbības pastiprinātājs izslēgsies.
Pinout un tehniskie parametri
Operacionālais pastiprinātājs ir pieejams dažādos iepakojumos. Sākotnēji tas bija TO-92 korpuss, bet laika gaitā tas tika aizstāts ar jaunāku versiju SOT-23. Zemāk ir korpusu tapas un veidi, sākot ar “senāko” un beidzot ar atjaunināto versiju.
Attēlā redzams, ka tl431 spraudnis mainās atkarībā no korpusa veida. tl431 ir vietējie analogi KR142EN19A, KR142EN19A. Tur ir arī ārvalstu analogi tl431: KA431AZ, KIA431, LM431BCM, AS431, 3s1265r, kas nekādā ziņā nav zemāki par vietējo versiju.
TL431 raksturojums
Šis darbības pastiprinātājs darbojas no 2,5 V līdz 36 V. Pastiprinātāja darba strāva svārstās no 1A līdz 100 mA, bet ir viens svarīga nianse: ja ir nepieciešama stabilitāte stabilizatora darbībā, tad strāva ieejā nedrīkst būt zemāka par 5 mA. TL431 ir atsauces sprieguma vērtība ko nosaka marķējuma sestais burts:
- Ja burta nav, tad precizitāte ir 2%.
- Burts A marķējumā norāda - 1% precizitāti.
- Burts B norāda - 0,5% precizitāti.
Detalizētāka tehniskā specifikācija parādīta 4. att
Tl431A aprakstā var redzēt, ka strāvas vērtība ir diezgan maza un sastāda norādītos 100 mA, un jaudas daudzums, ko šie korpusi izkliedē, nepārsniedz simtiem milivatu. Ar to nepietiek. Ja jāstrādā ar nopietnākām strāvām, tad pareizāk būtu izmantot jaudīgus tranzistorus ar uzlabotiem parametriem.
Stabilizatora pārbaude
Tūlīt rodas aktuāls jautājums: kā pārbaudīt tl431 ar multimetru. Kā liecina prakse, jūs nevarēsit pārbaudīt tikai ar multimetru. Lai pārbaudītu tl431 ar multimetru, jums jāsamontē ķēde. Lai to izdarītu, jums būs nepieciešami: trīs rezistori (viens no tiem ir trimeris), LED vai spuldze un 5 V līdzstrāvas avots.
Rezistors R3 jāizvēlas tā, lai tas ierobežotu strāvu līdz 20 mA strāvas ķēdē. Tās nominālvērtība ir aptuveni 100 omi. Rezistori R2 un R3 darbojas kā balansētājs. Tiklīdz spriegums pie vadības elektroda būs 2,5 V, atvērsies LED pāreja un spriegums plūdīs caur to. Šī shēma ir laba, jo gaismas diode darbojas kā indikators.
Līdzstrāvas avots - 5V ir fiksēts, un tl431 mikroshēmu var vadīt, izmantojot mainīgo rezistoru R2. Ja mikroshēmai netiek piegādāta strāva, diode neiedegas. Pēc tam, kad pretestība ir mainīta, izmantojot trimmeri, iedegas LED. Pēc tam multimetrs jāpārslēdz uz līdzstrāvas mērīšanas režīmu un mēra spriegumu vadības spailē, kam jābūt 2,5. Ja ir spriegums un gaismas diode ir ieslēgta, elementu var uzskatīt par funkcionējošu.
Pamatojoties uz darbības strāvas pastiprinātāju tl431, varat izveidot vienkāršu stabilizatoru. Lai izveidotu nepieciešamo U vērtību, būs nepieciešami trīs rezistori. Ir nepieciešams aprēķināt stabilizatora ieprogrammētā sprieguma nominālvērtību. Aprēķinu var veikt, izmantojot formulu: Uout=Vref(1 + R1/R2). Saskaņā ar formulu U izejā ir atkarīgs no R1 un R2 vērtībām. Jo augstāka ir R1 un R2 pretestība, jo zemāks ir izejas posma spriegums. Saņemot vērtējumu R2, R1 vērtību var aprēķināt šādi: R1=R2(Uout/Vref – 1). Regulējamo stabilizatoru var aktivizēt trīs veidos.
Jāņem vērā svarīga nianse: pretestību R3 var aprēķināt, izmantojot formulu, pēc kuras tika aprēķināti R2 un R2 vērtējumi. Izejas posmā nevajadzētu uzstādīt polāru vai nepolāru elektrolītu, lai izvairītos no traucējumiem izejā.
Mobilā telefona lādētājs
Stabilizatoru var izmantot kā sava veida strāvas ierobežotāju. Šis īpašums noderēs mobilo tālruņu uzlādes ierīcēs.
Ja spriegums izejas posmā nesasniedz 4,2 V, strāva strāvas ķēdēs ir ierobežota. Pēc deklarētā 4,2 V sasniegšanas stabilizators samazina sprieguma vērtību - tāpēc arī strāvas vērtība samazinās. Shēmas elementi VT1 VT2 un R1-R3 ir atbildīgi par strāvas vērtības ierobežošanu ķēdē. Pretestība R1 apiet VT1. Pēc 0,6 V pārsniegšanas VT1 elements atveras un pakāpeniski ierobežo sprieguma padevi bipolārajam tranzistoram VT2.
Pamatojoties uz tranzistoru VT3, pašreizējā vērtība strauji samazinās. Pārejas pakāpeniski noslēdzas. Spriegums samazinās, kas izraisa strāvas kritumu. Tiklīdz U tuvojas 4,2 V, stabilizators tl431 sāk samazināt savu vērtību ierīces izejas posmos, un uzlāde apstājas. Lai ražotu ierīci, jums jāizmanto šāds elementu komplekts:
Nepieciešams pievērsiet īpašu uzmanību tranzistoram az431. Lai vienmērīgi samazinātu spriegumu izejas posmos, ieteicams uzstādīt tranzistoru az431; bipolārā tranzistora datu lapu var redzēt tabulā.
Tieši šis tranzistors vienmērīgi samazina spriegumu un strāvu. Šī elementa strāvas-sprieguma raksturlielumi ir labi piemēroti uzdevuma risināšanai.
Operacionālais pastiprinātājs TL431 ir daudzfunkcionāls elements un ļauj projektēt dažādas ierīces: mobilo telefonu lādētājus, signalizācijas sistēmas un daudz ko citu. Kā liecina prakse, darbības pastiprinātājam ir labas īpašības un nav zemāks par ārvalstu analogiem.
Remonta laikā bija nepārprotama nepieciešamība vispirms pārbaudīt atsauces sprieguma avota izmantojamību, taču es to nepārbaudīju, atliku uz vēlāku laiku un izdarīju ko tādu, ko varētu atlikt. Es sapratu, ka esmu "stulba", bet es nevarēju neko darīt. Nebija testera, lai pārbaudītu TL431. Atkal jau bija neizturami lodēt testa ķēdes daļas “uz ceļa”. Un cik ļoti es negribēju novērsties no iesāktās renovācijas, bet man tas bija jādara. Dvēseli sasildīja, ka nākamreiz, kad vajadzēs pārbaudīt T-Elku, nekādu problēmu nebūs.
Testera elektriskā ķēde
Interneta virtuālajā telpā ir daudzas šādas pārbaudes shēmas. Atšķirība starp tām ir tāda, ka daži ziņo - mirgojot signalizē par elektroniskā komponenta izmantojamību - iedegas gaismas diodes, citi rada priekšnosacījumus izejas sprieguma mērīšanai, pēc kura vērtību vajadzētu spriest par TL431 izmantojamību. No vienas puses, pirmais šķiet pašpietiekams, bet papildus otrajam ir nepieciešams voltmetrs. No otras puses, pirmajiem ir “jāpieņem vārds”, bet otrajiem pašiem “neko nelemj”, bet jāsniedz objektīva informācija lēmuma pieņemšanai. Turklāt voltmetrs vienmēr ir pie rokas. Es izvēlējos otro iespēju, tas ir arī vienkāršāks, “emisijas cena” ir trīs nemainīgi rezistori.
Atrast piemērotu korpusu, kurā ievietot visu nepieciešamo, nav problēma, vietnē ir raksts “Strāvas spraudņa izgatavošana ar nestandarta korpusu”. Es sāku ar korpusa augšējā vāka aprīkošanu, šim bija nepieciešama trīs kontaktu ligzda, spiedpoga un piezīmju grāmatiņas lapa kastē, uz kuras tika uzzīmēts aplis atbilstoši vāciņa diametram un īlens, ko atzīmēt. kontaktligzdas un pogas uzstādīšanas vietas. Izgrieztais aplis jau bija kļuvis par šablonu, tika uzlikts uz vāka un uz tā ar īlenu uztaisīja attiecīgus marķējumus. Tālāk, izmantojot to pašu īleni, tika izdurti vajadzīgā diametra caurumi kontaktligzdas un pogas kontaktiem.
Tātad uz augšējā vāka ir uzstādīta kontaktligzda un poga (to kontakti ir saliekti no iekšpuses un pielodēti ar skārdu), korpusa vidusdaļā ir uzstādīta "tulpe" kā strāvas savienotājs un tapas savienošanai ar Multimetrs atrodas uz apakšējā vāka. Tas, ka dažas plastmasas trauka (piena pudeles) daļas (divi vāki un kakls) darbojās kā korpuss, iespējams, ir skaidrs un bez paskaidrojumiem.
Pa kreisi ar iekšā pārsegus, uz ligzdas un pogas kontaktiem montējiet pašu ķēdi, pirmkārt, uzstādīju trīs rezistorus, otrajā pielodēja visus savienojošos vadus. Necerēti bija daudz vadu, šeit nav jāsteidzas - nav pārsteidzoši apjukt.
Šoreiz papildus stiprināšanai neizmantoju līmi, bet visu “uzstādīju” uz mazām skrūvītēm. Trīs gabali uz katra elementa. Tādā veidā tas ir labāk apkopjams, lai gan maz ticams, ka šeit kaut kas būs jāremontē. Paraugs tiek savākts vienreiz un uz visiem laikiem. Atliek pārbaudīt tā darbību un attiecīgi pieejamo atsauces sprieguma avotu TL431 izmantojamību.
Video
Tā kā lieta ir “izdegusi” un tagad ir zonde, atliek tikai to atcerēties un nepieciešamības gadījumā ātri atpazīt no citiem tādos pašos gadījumos, kas ir tam paredzētajā kastē. Jums arī jāatceras, ka zondes darba spriegums ir 12 volti, ka tad, kad TL431 nav pievienots, multimetrs rādīs 10 voltu spriegumu, kad tas ir pievienots, 5 volti un, nospiežot pogu, 2,5 volti, un turklāt pareizi uzstādiet pārbaudāmo komponentu ligzdā. Vai arī jums nav daudz jāatceras, bet attiecīgi noformējiet priekšējo paneli. Projekta autors: Babay iz Barnaula.
Apspriediet rakstu TL431 ATSKAITES SPRIEGUMA AVOTA PĀRBAUDE
Šajā rakstā mēs uzzināsim, kā integrētais sprieguma regulators TL431 darbojas regulētos barošanas avotos.
Tehniski TL431 sauc par programmējamu šunta regulatoru, vienkāršos vārdos to var definēt kā regulējamu Zener diode. Apskatīsim tā specifikācijas un lietošanas instrukcijas.
Zenera diodei TL431 ir šādas galvenās funkcijas:
- Izejas spriegums ir iestatīts vai programmējams līdz 36 voltiem
- Zema izejas pretestība aptuveni 0,2 omi
- Caurlaide līdz 100 mA
- Atšķirībā no parastajām Zener diodēm, TL431 trokšņu radīšana ir niecīga.
- Ātra pārslēgšana.
Vispārīgs TL431 apraksts
TL431 ir regulējams vai programmējams sprieguma regulators.
Nepieciešamo izejas spriegumu var iestatīt, izmantojot tikai divus ārējos (sprieguma dalītāju), kas savienoti ar REF tapu.
Zemāk esošajā diagrammā ir parādīta ierīces iekšējā blokshēma kopā ar PIN apzīmējumu.
TL431 tapa
Zenera diodes TL431 pieslēguma shēma
Tagad redzēsim, kā šo ierīci var izmantot praktiskās shēmās. Zemāk redzamā diagramma parāda, kā TL431 var izmantot kā parastu sprieguma regulatoru:
Iepriekš redzamajā attēlā parādīts, kā, izmantojot tikai pāris rezistorus un TL431, varat izveidot regulatoru, kas darbojas diapazonā no 2,5 līdz 36 voltiem. R1 ir mainīgs rezistors, ko izmanto izejas sprieguma regulēšanai.
Sekojošā formula ir derīga rezistoru pretestības aprēķināšanai, ja vēlamies iegūt kādu fiksētu spriegumu.
Vo = (1 + R1/R2)Vref
Izmantojot 78xx sērijas stabilizatorus (7805,7808,7812..) un TL431 kopā, varat izmantot šādu shēmu:
TL431 katods savienots ar vispārējs secinājums 78xx. 78xx izeja ir savienota ar vienu no rezistoru sprieguma dalītāja punktiem, kas nosaka izejas spriegumu.
Iepriekš minētās shēmas, kurās izmanto TL431, ir ierobežotas līdz izejas strāvai, kas nepārsniedz 100 mA.
Lai iegūtu lielāku izejas strāvu, var izmantot šādu shēmu.
Iepriekš minētajā shēmā lielākā daļa komponentu ir līdzīgi iepriekšminētajam parastajam regulatoram, izņemot šeit katods ir savienots ar pozitīvo caur rezistoru un bufertranzistora pamatne ir savienota ar to savienojuma punktu. Regulatora izejas strāva būs atkarīga no šī tranzistora jaudas.
Pieteikumi TL431
Iepriekš minētās TL431 lietojumprogrammas var izmantot visur, kur ir nepieciešami precīzi izejas sprieguma vai atsauces sprieguma iestatījumi. Tagad to plaši izmanto komutācijas barošanas avotos, lai radītu precīzu sprieguma atsauci.
(lejupielādes: 846)
TL431 darbības princips un ļoti vienkāršs tests. Ne velti es vēlreiz izvirzīju šo tēmu; šī ir viena no visvairāk masveidā ražotajām integrālajām shēmām.
Tā ražošana sākās 1978. gadā. Lielu popularitāti tas ieguva, izmantojot dažādus komutācijas barošanas avotus televizoriem, skaņotājiem, DVD un citai audio-video tehnikai. Un tas bieži darbojas tandēmā ar arī ļoti populāru radio komponentu - optronu
Tiem lasītājiem, kuriem informāciju vieglāk uztvert no auss, iesaku noskatīties video pašā lapas apakšā.
Tl431 ir precīzi kontrolēta sprieguma atsauce.
Tas ieguva savu popularitāti, pateicoties ļoti zemajām izmaksām un augstajai uzticamībai un precizitātei. Tās darbības princips ir diezgan vienkārši saprotams no blokshēmas.
Ja spriegums pie avota ieejas ir zemāks par atsauces spriegumu, tad pie darbības pastiprinātāja izejas zems spriegums, attiecīgi tranzistors ir aizvērts un strāva neplūst no katoda uz anodu (precīzāk, tas ir ļoti mazs un nepārsniedz 1 miliamperu).
TL431 ekvivalenta ķēde
Šīs mikroshēmas ekvivalento shēmu var attēlot kā parastu Zenera diode. Kur stabilizācijas spriegumu var aprēķināt, izmantojot šādu formulu:
Viens no vienkāršākajiem stabilizatoru veidiem ir parametrisks.
Parametrisks: šis stabilizators izmanto ierīces strāvas-sprieguma raksturlīknes daļu, kurai ir liels stāvums (Wikipedia). To var izgatavot arī tl431 mikroshēmā.
Lai to izdarītu, jums ir nepieciešami tikai trīs rezistori, no kuriem divi kontrolēs mikroshēmas ievadi un, it kā, programmēs izejas spriegumu. Izejas spriegumu var aprēķināt, izmantojot formulu Uout=Vref(1 + R1/R2). Kurā Vref = 2,5 V
R1=R2 (Uout/Vref – 1).
Papildus rezistoriem R1 un R2 ķēdē ir arī rezistors R3, tā mērķis, tāpat kā vienkāršai Zener diodei, ir strāvas ierobežotājs.
Pamata specifikācijas TL431:
anoda-katoda spriegums: 2,5…36 volti;
anoda-katoda strāva: 1...100 mA (ja nepieciešama stabila darbība, tad nevajadzētu pieļaut strāvu, kas ir mazāka par 5 mA);
Kompensācijas sprieguma stabilizators
Kompensācijas: ir atgriezeniskā saite.
Tajā spriegums pie stabilizatora izejas tiek salīdzināts ar atsauces spriegumu, un no starpības starp tiem tiek izveidots regulēšanas elementa vadības signāls.
Lai palielinātu viena tranzistora stabilizācijas strāvas kļūst nepietiekamas, ir nepieciešams pastiprinātāja starpposms.
Tagad īsumā komponentu mērķis: Rezistors R2 ir tranzistora vt1 bāzes strāvas ierobežotājs, ko var izmantot no 300 līdz 400 omi. Rezistors R3 kompensē tranzistora vt2 reverso kolektora strāvu; varat izmantot 4,7 kOhm rezistoru. Kondensators C1 palielina stabilizatora stabilitāti augstās frekvencēs; varat izmantot 0,01 µF.
Pašreizējais stabilizators uz TL431
Mikroshēmā tl431 jums ir jāsamontē termiski stabils strāvas stabilizators.
Rezistors R2 kopā ar tranzistoru vt1 ir sava veida šunts, uz kura, izmantojot atgriezenisko saiti, tiek uzturēts 2,5 voltu spriegums. Stabilizācijas strāvu var aprēķināt, izmantojot formulu Iн=2,5/R2.
Sprieguma pieauguma indikators uz TL431
Gaismas diode sāk degt, kad spriegums pārsniedz norādīto slieksni. To var aprēķināt, izmantojot formulu:
R2 = 2,5 x Rl/(Uз — 2,5)
Sprieguma maiņas indikators uz TL431
Šeit gaismas diodes iedegsies atkarībā no tā, vai spriegums ir pārsniedzis vai, gluži pretēji, nokrities zem noteiktā sliekšņa.
Sensoru pievienošana
Sensori ir savienoti kā viena no sadalītāja svirām ar stabilizatora vadības kontaktu
Viena no vienkāršākajām TL431 pārbaudes metodēm
jums ir nepieciešams īssavienot tā katodu un vadības elektrodu
un tai vajadzētu parādīties kā parastai 2,5 voltu Zener diodei. Lai to izdarītu, varat izmantot ķīniešu testeri; tas parādīsies kā divas pretdiodes, viena kā parasts idiots, bet otra kā divarpus voltu Zener diode.
TL431 datu lapas mikroshēma tika izveidota 70. gadu beigās, taču līdz mūsdienām to plaši izmanto radioamatieru darbībā un rūpniecībā. Šī mikroshēma ir integrēts regulējams stabilizators, ko plaši izmanto dažādos barošanas blokos.
Darba apraksts
TL431 datu lapā ir tikai trīs tapas, bet tās korpusā ir paslēpti desmit tranzistori (komparators). Šīs ierīces un parastā stabilizatora funkcijas ir līdzīgas. Tomēr, pateicoties šai komplikācijai, mikroshēmā ir vairāk augsts līmenis termiskā stabilitāte, kā arī palielināts raksturlieluma slīpums. Šādas ierīces galvenā iezīme ir iespēja, izmantojot ārējo dalītāju, mainīt stabilizācijas spriegumu 2,5–30 V robežās. Dažiem modeļiem zemākais slieksnis var būt 1,25 V. Produktā TL431 datu lapā integrētā salīdzinājuma shēma sastāv no šādas sastāvdaļas:
- iebūvēts 2,5 V atsauces sprieguma avots (ļoti stabils), kas savienots ar salīdzinājuma apgriezto ieeju;
- viena tiešā līmeņa ievade;
- pie salīdzinājuma izejas ir tranzistors, kura emitētājs un kolektors ir apvienoti ar jaudas kontaktiem;
- diode aizsardzībai pret polaritātes maiņu.
Tranzistora maksimālā slodzes strāva ir 100 mA, bet maksimālais spriegums 36 V. Lai iebūvētais komparators darbotos (attiecīgi atveras tranzistors pie mikroshēmas izejas), ir nepieciešams
o lietot atsauci uz tās ievadi. Mikroshēmas ieejā ir iekļauts rezistors, kas sastāv no diviem, tas dala sprieguma vērtību uz pusi. Tas nozīmē, ka komparators atvērsies, kad ķēdes ieejā nonāks 5 V, un pie dalītāja izejas mēs iegūstam 2,5 V. Ja palielināsiet rezistora pretestību, tad jāpalielina arī barošanas spriegums. Izrādās, ka šī mikroshēma var darboties kā Zener diode diapazonā no 2,5 līdz 36 V.
Mērķis un piemērošanas joma
Nav neviena, kam nebūtu TL431 datu lapas mikroshēmas. To var atrast arī gandrīz visos ieslēdzošajos mazjaudas avotos, piemēram, mobilo tālruņu lādētājos. Šīs mikroshēmas var izmantot ne tikai paredzētajam mērķim (zenera diode barošanas avotiem), bet arī, lai uz to pamata izveidotu dažādus gaismas indikatorus un skaņas signālus. Ar šādu ierīču palīdzību tiek uzraudzīti daudzi dažādi parametri (bet galvenais ir spriegums). Ir daudzas shēmas, kuru pamatā ir TL431 datu lapa, pateicoties kurām jūs varat salikt ierīces, kas kontrolē šķidruma līmeni traukā, mitrumu un temperatūru, gāzes vai šķidruma spiedienu un apgaismojumu. Norādītās iespējas nav vienīgās iespējamās, šīs mikroshēmas pielietojums patiesībā ir diezgan plašs, viss ir atkarīgs no dizainera vēlmēm.
Ļoti bieži iesācēji radio amatieri interesējas par to, kas var aizstāt TL431. Protams, pastāv analogs. Tādējādi jūs varat izmantot importētos produktus KA431 un sadzīves ierīces KR142EN19A, K1156ER5x.
Apkoposim to
Uzņēmums TEXAS INSTRUMENTS ir ļoti uzticams, tam ir plašs darbības diapazons, viegli darbināms, un pats galvenais, par pieņemamu cenu. Pateicoties tā īpašībām, tas tiek ražots vairāk nekā četrdesmit gadus un joprojām ir pieprasīts.
