431 Phép Tính. Cách Kiểm Tra Tham Chiếu điện áp TL431. Mạch ...

Xin chúc mừng 431 phép tính. Cách kiểm tra tham chiếu điện áp TL431. Mạch chuyển mạch diode zener TL431

Nikolay Petrushov

TL431, đây là loại "quái thú" nào?

Cơm. một TL431.

TL431 được tạo ra vào cuối những năm 70 và hiện đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và các hoạt động vô tuyến nghiệp dư. Nhưng bất chấp tuổi đời đáng kể của nó, không phải tất cả các đài nghiệp dư 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 những gì bên trong nó và chuyển sang tài liệu về vi mạch, "biểu dữ liệu" (nhân tiện, các điểm tương tự của vi mạch này là KA431 và vi mạch của chúng tôi KR142EN19A, K1156EP5x). Và bên trong nó có một tá 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 amp op 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 một diode zener. Nó còn được gọi là "Diode Zener có điều khiển". Anh ta làm việc như thế nào? Chúng ta nhìn vào 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 tích hợp (rất ổn định) (hình vuông nhỏ) được kết nối với đầu vào đảo ngược, một đầu vào trực tiếp (R), một bóng bán dẫn ở đầu ra của op-amp, một bộ thu (K) và một bộ phát (A), được kết hợp với các cực cấp nguồn của bộ khuếch đại và một diode bảo vệ chống đảo cực. Dòng tải tối đa của bóng bán dẫn này lên đến 100 mA, điện áp tối đa lên đến 36 volt.

Cơm. 3 Plinth TL431.

Bây giờ, bằng cách sử dụng ví dụ về một mạch đơn giản trong Hình 4, chúng ta sẽ phân tích cách thức hoạt động của tất cả. Chúng ta đã biết rằng bên trong vi mạch có một nguồn điện áp tham chiếu được tích hợp sẵn - 2,5 volt. Trong các bản phát hành đầu tiên của microcircuits, được gọi là TL430, điện áp của nguồn tích hợp là 3 volt, trong các bản phát hành sau đó, nó đạt 1,5 volt. Điều này có nghĩa là để bóng bán dẫn đầu ra mở, 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 (tiền tố "hơi" có thể được bỏ qua, vì chênh lệch là vài milivôn và trong tương lai, chúng tôi sẽ giả định rằng một điện áp bằng tham chiếu phải được áp dụng cho đầu vào), sau đó một 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 một bóng bán dẫn hiệu ứng trường (hoặc chỉ một bóng bán dẫn) mở ra khi một điện áp 2,5 volt (hoặc hơn) được đặt vào đầu vào của nó. Ngưỡng đóng mở của bóng bán dẫn đầu ra ở đây rất ổn định do sự hiện diện của nguồn điện áp chuẩn ổn định được tích hợp sẵn.

Cơm. 4 Sơ đồ trên TL431.

Có thể thấy từ mạch (Hình 4) có một bộ phân áp từ điện trở R2 và R3 được 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), bóng bán dẫn đầu ra của bộ khuếch đại (TL-ki) sẽ mở khi điện áp nguồn là 5 vôn trở lên (5/2 = 2,5). Trong trường hợp này, 2,5 vôn sẽ được cung cấp cho đầu vào R từ bộ chia R2-R3. Tức là, đèn LED của chúng ta sẽ sáng (bóng bán dẫn đầu ra sẽ mở) khi điện áp nguồn cung cấp là 5 volt trở lên. Nó sẽ tắt tương ứng khi hiệu điện thế nguồn nhỏ hơn 5 vôn. Nếu tăng điện trở của biến trở R3 ở mắc của bộ chia thì phải tăng hiệu điện thế của nguồn hơn 5 vôn để điện áp ở đầu vào R của vi mạch được cấp từ bộ chia 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, ví dụ, bằng cách thay đổi giá trị của R3, sẽ có thể thay đổi điện áp đầu ra của PSU này, bởi 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 bộ chia mà không thay đổi nó trong tương lai, bạn có thể làm cho điện áp đầu ra của PSU được cố định nghiêm ngặt ở một giá trị nhất định.

Đầu ra;- nếu vi mạch được sử dụng như một diode zener (mục đích chính của nó), thì bằng cách chọn điện trở của bộ chia 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 "biểu dữ liệu"). Điện áp ổn định 2,5 vôn - thu được mà không có bộ chia, nếu đầu vào của TL-ki được kết nối với cực âm của nó, nghĩa là gần kết luận 1 và 3.

Sau đó, nhiều câu hỏi phát sinh. Chẳng hạn, có thể thay thế TL431 bằng một 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 bất cứ thứ gì bạn thích (không nhất thiết là 2,5 vôn), 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 đầu vào của vi mạch bằng với tham chiếu.

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

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

Cơm. năm Bộ điều nhiệt trên TL431.

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

Cơm. 6 Nguồn cung cấp 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, TV 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 phương án để chuyển đổi trên tl431.

Thiết bị phần tử điện tử

Vi mạch có thiết kế đơn giản, bao gồm các phần tử sau: vỏ máy, 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 với độ ổn định cao được kết nối với đầu vào nghịch đảo của op-amp (-), bộ phát của bóng bán dẫn và đất sử dụng hai điểm chung, một diode silicon cũng được bao gồm trong mạch tham chiếu áp suất. Nó được thiết kế để ngăn chặn việc tạo ra dòng điện ngược và bảo vệ chống lại sự đảo ngược cực tính. 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 loạt phim này có khả năng chịu tải lên đến 0,1 A và 36 V.

Nguyên lý 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 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 anốt-catốt. Ngay khi U vượt quá Vref ở đầu ra của amp op, một điện áp được tạo ra có thể bật bóng bán dẫn và tạo ra dòng điện chạy từ cực âm sang cực dương, làm cho vi mạch hoạt động.

Pinout tl341

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

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

Các sản phẩm 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 đặc điểm là vi mạch có thể sử dụng với dải điện áp khá rộng nhưng khả năng mang dòng lại rất nhỏ. Để nghiêm túc hơn, các bóng bán dẫn mạnh mẽ được kết nối với mạch catốt, mạch này điều chỉnh các thông số đầu ra.

Chuyển đổi kế hoạch

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.

Phương án 1: 2,48 V mạch.

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

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

Phương án 2: Mạch chuyển mạch 3,3 V.

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

Vấn đề với mạch chuyển mạch này là khả năng cao xảy ra ngắn mạch (ngắn mạch). Để giảm nguy cơ đoản mạch, một cầu chì được gắn sau các 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%. Diode zener được kết nối thông qua bộ điều hợp véc tơ, vì vậy bạn cần chọn một bóng bán dẫn loại hợp lý. Điện dung trung bình của bộ điều chế nên là 4,2 pF. Kích hoạt có thể được sử dụng để tăng dẫn truyền hiện tại.

Các 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 đó, có thể vẽ các mạch điện độc lập, một số trong số đó là:

• bộ ổn định dòng điện;
• chỉ báo âm thanh.

bộ 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 sử dụng một điểm chung vào đường dây điện +;
• điện trở shunt 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 cơ sở thông qua một điểm chung tới cực âm của vi mạch;
• tl 341 microcircuits, có cực dương được kết nối với đường dây bằng cách sử dụng dòng điện chung, và chân ref cũng được kết nối với mạch phát của bóng bán dẫn bằng cách sử dụng một điểm chung.

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

Chỉ báo âm thanh

Bộ chỉ thị âm thanh dựa trên tl 341 là một mạch đơn giản được hiển thị 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 một vỏ với hai điện cực đầu ra làm bằng thép không gỉ, một trong số đó nằm cao hơn 20 mm so với điện cực kia.

Tại thời điểm các dây dẫn 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 làm xuất hiện quá trình tự động tạo ra ở tần số cộng hưởng và hình thành tín hiệu âm thanh .

Kiểm tra chức năng bằng đồng hồ vạn năng

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

1. Lắp ráp mạch kiểm tra đơn giản bằng chip và chìa khóa.
2. Đóng mạch công tắc và thực hiện các phép đo. Đồng hồ vạn năng phải hiển thị giá trị của điện áp tham chiếu - 2,5 V.
3. Mở mạch và thực hiện các phép đo. Màn hình đồng hồ phải 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 tạo ra bằng cách sử dụng Chip TL431. Nhưng trong trường hợp này, đừng sợ từ "vi mạch", nó chỉ có ba đầu ra và bề ngoài nó giống như một bóng bán dẫn công suất thấp đơn giản trong gói TO90.

Đầu tiên là một chút lịch sử

Nó chỉ xảy ra như vậy mà tất cả các kỹ sư điện tử biết các con số kỳ diệu 431, 494. Nó là gì?

TEXAS INSTRUMENTS đứng ở thời kỳ đầu của kỷ nguyên bán dẫn. Trong suốt thời gian qua, nó đã đứng 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 hoặc 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 nhiều loại 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 mãi mãi đi vào lịch sử của TI và vẫn được tìm thấy ứng dụng rộng rãi nhất.

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

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 vòng 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 70. 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 biệt. Lúc đầu nó được gọi là TL430, và sau một số cải tiến nó được gọi là TL431.

Đã rất nhiều thời gian trôi qua kể từ đó đến nay, không có một bộ nguồn máy tính nào mà nó không được ứng dụng. Nó cũng tìm thấy ứng dụng trong hầu hết các bộ nguồn chuyển đổi công suất thấp. Một trong những nguồn này hiện có ở mọi gia đình - nguồn này 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 con chip TL494 nổi tiếng không kém và vẫn được yêu cầu. Đây là bộ điều khiển PWM push-pull, trên cơ sở đó nhiều mô hình bộ nguồn chuyển mạch đã được tạo ra. Vì vậy, con số 494 cũng đúng là thuộc hàng “vi diệu”.

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

Các chỉ báo và thiết bị phát tín hiệu

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

Trước hết, đó chỉ là điện. Tuy nhiên, nếu bất kỳ đại lượng vật lý nào được biểu thị dưới dạng điện áp sử dụng cảm biến thì có thể chế tạo một thiết bị để điều khiển, ví dụ như 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 tín hiệu như vậy dựa trên thực tế là khi điện áp tại điện cực điều khiển của diode zener DA1 (chân 1) nhỏ hơn 2,5 V, diode zener được 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 mắc song song một điện trở có điện trở khoảng 2 ... 3 KΩ với đèn LED là đủ. Mạch của thiết bị báo hiệu quá áp được trình bày trong Hình 2.

Hình 2. Thiết bị báo hiệu quá áp.

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

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 qua 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. Thông số này cũng không được vượt quá.

Mức báo động

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

R2 \ u003d 2,5 * R1 / (Uz - 2,5). Để cài đặt chính xác hơn ngưỡng phản hồi, 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 của nó 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 điện trở của bộ phận đã nhập 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. Như vậy, có thể tạo ra một dòng chỉ tiêu tổng thể, một thang đo tuyến tính.

Để cấp nguồn cho mạch chỉ báo, bao gồm 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 áp dụng cho đầu ra phía trên của điện trở R1 theo mạch, cần ngắt kết nối khỏi điện trở R3. Với sự bao gồm này, điện áp được kiểm soát có thể nằm trong khoảng từ ba đến vài chục vôn.

Hình 3. Chỉ báo điện áp dưới.

Sự khác biệt giữa mạch này và mạch trước 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 điều khiển vượt quá ngưỡng thiết lập bởi bộ chia 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 một điện áp giảm 2 V, không đủ để làm sáng đèn LED. Để đảm bảo rằng đèn LED không sáng, hai điốt được lắp nối tiếp với nó. Một số loại đèn LED, ví dụ như màu xanh lam, màu 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, bộ nhảy dây được lắp đặt thay vì điốt VD1, VD2.

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

Nếu bạn chỉ muốn kiểm soát sự thay đổi của điện áp, bộ chỉ thị có thể được lắp ráp theo mạch như hình 4.

Hình 4. Chỉ báo thay đổi điện áp.

Chỉ báo này sử dụng đèn LED hai màu HL1. Nếu điện áp được giám sát vượt quá giá trị ngưỡng, đèn LED màu đỏ sẽ sáng và nếu điện áp được giảm xuống, đèn LED màu xanh lá cây sẽ sáng.

Trong trường hợp điện áp gần đến ngưỡng quy định (khoảng 0,05 ... 0,1 V), cả hai chỉ báo đều bị tắt, vì đặc tính truyền của điốt 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 điện trở R2 bằng cảm biến thay đổi điện trở dưới tác động của môi trường. Một thiết bị tương tự được thể hiện 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 có, thì nó sẽ hoạt động. Miễn là độ chiếu sáng cao, 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 mở ra và đèn LED sáng lên.

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

Kế hoạch tương tự có thể được áp dụng như, ví dụ, đất đai. Để làm điều này, thay vì một điện trở nhiệt hoặc điện trở quang, các điện cực bằng thép không gỉ nên được kết nối, các điện cực này nên được cắm vào đất ở một khoảng cách xa nhau. Khi mặt đất khô đến mức được xác định trong quá trình cài đặt, đèn LED sẽ sáng.

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 một chỉ báo âm thanh trên chip TL431. Sơ đồ của một chỉ số như vậy được thể hiện trong Hình 6.

Hình 6. Bộ rung 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 cách xa nhau vài mm.

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, hiện tượng tự tạo xảy ra ở tần số cộng hưởng của bộ phát piezoceramic HA1, tại đó tín hiệu âm thanh sẽ phát ra.

Bộ phát ZP-3 có thể được sử dụng như một bộ phát. thiết bị được cấp nguồn bằng điện áp 5… 12 V. Điều này cho phép thiết bị được cấp nguồn ngay cả từ pin galvanic, 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 cung cấp năng lượng. Tuy nhiên, như bạn có thể thấy, khả năng của vi mạch không chỉ giới hạn ở điều này.

Boris Aladyshkin

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

Về mặt 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 diode zener điều chỉnh. Chúng ta hãy xem thông số kỹ thuật và hướng dẫn sử dụng của nó.

Diode zener TL431 có các tính năng chính sau:

• Điện áp đầu ra được đặt hoặc có thể lập trình lên đến 36 volt
• Trở kháng đầu ra thấp khoảng 0,2 ohm
• Băng thông lên đến 100 mA
• Không giống như điốt Zener thông thường, việc tạo ra tiếng ồn trong TL431 là không đáng kể.
• Chuyển đổi nhanh chóng.

Mô tả chung TL431

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

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

Sơ đồ chân TL431

Mạch chuyển mạch diode zener TL431

Bây giờ chúng ta hãy xem làm thế nào 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 phạm vi 2,5 ... 36 vôn. R1 là một biến trở dùng để điều chỉnh điện áp đầu ra.

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

Vo = (1 + R1 / R2) Vref

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

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

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

Để có được dòng 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 một cơ sở 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 đâu 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 của một nguồn điện áp tham chiếu. Phần tử được trình bày được sử dụng, như một quy luật, trong các nguồn cung cấp điện. Thiết bị ở diode zener khá đơn giản. Tổng cộng, mô hình sử dụng ba đầu ra. Tùy thuộc vào sự sửa đổi, có thể đặt tối đa mười bóng bán dẫn trong trường hợp. Một tính năng khác biệt của TL431 được coi là ổn định nhiệt tốt.

Chuyển mạch cho 2,48 V

Diode zener TL431 có mạch chuyển đổi 2,48 V với bộ chuyển đổi một giai đoạn. Trung bình, dòng điện hoạt động trong hệ thống đạt mức 5,3 A. Có thể sử dụng các 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, người ta sử dụng nhiều bộ điều biến khác nhau. Theo quy định, nó là loại lưỡng cực được chọn. Trung bình, điện dung của chúng không quá 3 pF. Tuy nhiên, trong trường hợp này, phụ thuộc nhiều vào độ dẫn của dòng điện. Để giảm nguy cơ quá nhiệt của các phần tử, người ta sử dụng bộ giãn nở. Các điốt zener được kết nối thông qua cực âm.

Bật thiết bị 3.3V

Ở diode zener TL431, mạch chuyển đổi 3.3V ngụ ý sử dụng bộ chuyển đổi một giai đoạn. Điện trở để truyền xung là loại chọn lọc. Ngay cả ở diode zener TL431, mạch chuyển đổi 3,3 vôn có một bộ điều chế công suất nhỏ. Để giảm rủi ro, cầu chì được sử dụng. Chúng thường được lắp đặt phía sau các điốt zener.

Để khuếch đại tín hiệu, bạn không thể làm mà không có bộ lọc. Trung bình, ngưỡng điện áp dao động khoảng 5 watt. Dòng hoạt động của hệ thống không quá 3,5 A. Theo quy định, độ chính xác ổn định không vượt quá 3%. Điều quan trọng cần lưu ý là diode zener có thể được kết nối thông qua bộ điều hợp vector. Trong trường hợp này, bóng bán dẫn được chọn là loại hợp lý. Trung bình, điện dung của bộ điều chế phải là 4,2 pF. Thyristor được sử dụng cả loại pha và loại mở. Để tăng dẫn truyền hiện tại, cần có các bộ 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 xung quanh 3,5 A. Điều quan trọng là phải xem xét điện trở đầu ra. Thông số được trình bày không được lớn hơn 80 ohms.

Kết nối với mạch 14 V

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

Điốt Zener dòng A

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

Nếu chúng ta nói về các thông số, thì mạch không vượt quá 5 watt. Trong trường hợp này, dòng điện hoạt động dao động quanh mức 3,4 A. Bộ mở rộng được sử dụng để giảm nguy cơ quá nhiệt của bóng bán dẫn. 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

Mạch chuyển mạch TL431 điốt Zener có các bộ biến đổi một tầng. Bạn có thể gặp mô hình CLP cả trong biến tần và trong nhiều thiết bị gia dụng. Điện áp ngưỡng của diode zener dao động khoảng 3 watt. Dòng 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. Bộ kích hoạt trong trường hợp này được chọn cùng với bộ khuếch đại.

Điốt Zener dòng ACLP

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

Nếu chúng ta xem xét sơ đồ kết nối với bộ chuyển đổi vô hướng, thì bộ điều chế được sử dụng với điện dung khoảng 6 pF. Trực tiếp bóng bán dẫn được sử dụng loại cộng hưởng. Để khuếch đại tín hiệu, các bộ 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, người ta thường sử dụng điốt zener AC TL431 của cherry. Làm thế nào để kiểm tra chức năng của phần tử được kết nối? Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một người kiểm tra thông thường. Thông số điện trở đầu ra không được lớn hơn 70 ohms. Cũng cần lưu ý rằng các thiết bị của dòng này được bật qua bộ chuyển đổi vectơ.

Trong trường hợp này, các sửa đổi vô hướng là không phù hợp. Điều này phần lớn là do ngưỡng dẫn hiện tại thấp. Cũng cần lưu ý rằng điện áp danh định không vượt quá 4 watt. Cường độ dòng điện trong mạch được duy trì ở 2 A. Người ta dùng nhiều thyristor khác nhau 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 thùng máy KT-26. Mạch chuyển mạch ngụ ý sử dụng bộ điều chế lưỡng cực. Chúng được sản xuất với độ dẫn dòng 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. Bộ kích hoạt trong trường hợp này chỉ được sử dụng với bộ khuếch đại. Để giảm nguy cơ đoản mạch, các bộ lọc kiểu đóng và mở 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) có vỏ KT-47 có thể được tìm thấy trong các bộ nguồn có công suất khác nhau. Lược đồ bao gồm phần tử ngụ ý việc sử dụng bộ chuyển đổi vectơ. Bộ điều chế cho mạch phù hợp với công suất lên đến 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 tetrode kiểu chùm tia. 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 dòng điện khác nhau. Bộ chuyển đổi trực tiếp được sử dụng loại một giai đoạn. Ngoài ra, trong một số trường hợp, các sửa đổi vectơ được áp dụng. Trở kháng đầu ra trung bình là khoảng 90 ohms. Tỷ lệ ổn định chính xác trong các thiết bị là 2%. Bộ mở rộng khối được sử dụng trong cả loại chuyển mạch và mở. Trình kích hoạt chỉ có thể được sử dụng với bộ lọc. Ngày nay chúng được sản xuất với một và một số nguyên tố.

Sơ đồ đấu dây cho khối 10 V

Đề án bao gồm một diode zener trong nguồn điện liên quan đến việc sử dụng một bộ chuyển đổi véc tơ hoặc một giai đoạn. Nếu chúng ta xem xét tùy chọn đầu tiên, thì bộ điều chế 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 của mạch trung bình là 5,5 watt. Dòng điện hoạt động của hệ thống dao động trong khoảng 3,2 A.

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

Sơ đồ cho khối 15 V

Điốt zener TL431 được bật qua khối 15 V bằng bộ chuyển đổi một giai đoạn. Đổi lại, bộ điều chế 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 với bộ 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 thích hợp cho cả loại mở và đóng.

Điều quan trọng cần lưu ý là có thể lắp bộ mở rộng 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 dòng 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 ôm.

Đối với biến tần ô tô

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

Dòng hoạt động trực tiếp là 4 A. Thông số quá tải của hệ thống được phép ở mức 3 mA. Nếu chúng ta xem xét các sửa đổi với bộ mở rộng, thì trong trường hợp này, bộ điều biến công suất cao được cài đặt. Điện trở được sử dụng là 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 luật, không vượt quá 12 W. Trở kháng đầu ra của hệ thống có thể nằm trong khoảng từ 70 đến 80 ôm. Chỉ số độ chính xác ổn định là xấp xỉ 2%. Dòng điện hoạt động của hệ thống không quá 4,5 A. Các điốt zener được nối trực tiếp qua cực âm.