Ổn áp ở 431. Kiểm Tra Nguồn điện áp Tham Chiếu Tl431. Đặc điểm ...

Tư vấn gia đình Ổn áp ở 431. Kiểm tra nguồn điện áp tham chiếu tl431. Đặc điểm hiệu suất tl431

Chào buổi chiều các bạn!

Hôm nay chúng ta sẽ làm quen với một phần cứng khác được sử dụng trong công nghệ máy tính. Nó không được sử dụng thường xuyên như, nói, hoặc, nhưng cũng đáng chú ý.

Nguồn điện áp tham chiếu TL431 này là gì?

Trong bộ nguồn cho máy tính cá nhân, bạn có thể tìm thấy chip nguồn điện áp tham chiếu (ION) TL431.

Bạn có thể coi nó như một diode zener có thể điều chỉnh được.

Nhưng đây chính xác là một vi mạch, vì hơn một chục bóng bán dẫn được đặt trong đó, chưa kể các phần tử khác.

Một diode zener là một thứ duy trì (tìm cách duy trì) một điện áp không đổi trên tải. "Tại sao điều này lại cần thiết?" - bạn hỏi.

Thực tế là các vi mạch tạo nên một máy tính - cả lớn và nhỏ - chỉ có thể hoạt động trong một phạm vi điện áp cung cấp nhất định (không lớn lắm). Nếu vượt quá phạm vi, rất dễ xảy ra lỗi.

Do đó, trong (không chỉ máy tính) các mạch và linh kiện được sử dụng để ổn định điện áp.

Với một dải điện áp nhất định giữa cực dương và cực âm (và một số dòng điện cực âm nhất định), vi mạch cung cấp ở đầu ra của nó điện áp tham chiếu 2,5 V so với cực dương.

Sử dụng mạch bên ngoài (điện trở), bạn có thể thay đổi điện áp giữa cực dương và cực âm trong một phạm vi khá rộng - từ 2,5 đến 36 V.

Vì vậy, chúng ta không cần phải tìm điốt zener cho một điện áp cụ thể! Bạn chỉ cần thay đổi các giá trị điện trở và nhận được mức điện áp mà chúng ta cần.

Trong các bộ nguồn máy tính có nguồn điện áp dự phòng + 5VSB.

Nếu phích cắm nguồn điện được cắm vào mạng, phích cắm này sẽ hiện diện trên một trong các chân của đầu nối nguồn chính - ngay cả khi máy tính chưa được bật.

Đồng thời, một phần của các thành phần của bo mạch chủ máy tính cũng chịu điện áp này..

Với sự trợ giúp của nó, phần chính của nguồn điện được khởi động - bằng một tín hiệu từ bo mạch chủ. Chip TL431 cũng thường tham gia vào quá trình hình thành điện áp này.

Khi nó bị lỗi, giá trị của điện áp dự phòng có thể khác - và khá mạnh - so với giá trị danh nghĩa.

Làm thế nào điều này có thể đe dọa chúng tôi?

Nếu điện áp + 5VSB cao hơn mức cần thiết, máy tính có thể "đóng băng", do một phần của chipset bo mạch chủ được cung cấp bởi điện áp tăng lên.

Đôi khi hành vi này của máy tính đánh lừa một thợ sửa chữa thiếu kinh nghiệm. Sau cùng, anh ấy đã đo điện áp nguồn chính của bộ nguồn +3,3 V, +5 V, +12 V - và thấy rằng chúng nằm trong dung sai.

Anh ta bắt đầu đào ở nơi khác và dành nhiều thời gian để khắc phục sự cố. Và bạn chỉ cần đo điện áp của nguồn đang làm việc!

Nhớ lại rằng điện áp + 5VSB phải nằm trong dung sai 5%, tức là nằm trong khoảng 4,75 - 5,25 V.

Nếu điện áp của nguồn dự phòng nhỏ hơn mức cần thiết, máy tính có thể hoàn toàn không khởi động.

Làm thế nào để kiểm tra TL431?

Không thể "kêu" vi mạch này như một diode zener thông thường.

Để đảm bảo nó hoạt động, bạn cần lắp ráp một mạch điện nhỏ để thử nghiệm.

Trong trường hợp này, điện áp đầu ra trong giá trị gần đúng đầu tiên được mô tả bằng công thức

Vo = (1 + R2 / R3) * Vref (xem biểu dữ liệu *), trong đó Vref là điện áp tham chiếu 2,5 V.

Khi đóng nút S1, điện áp ra sẽ có giá trị 2,5 V (điện áp chuẩn), khi nhả ra sẽ có giá trị 5 V.

Do đó, bằng cách nhấn và nhấn nút S1 và đo tín hiệu ở đầu ra của mạch, bạn có thể xác minh tình trạng (hoặc sự cố) của vi mạch.

Mạch thử nghiệm có thể được chế tạo như một mô-đun riêng biệt bằng cách sử dụng đầu nối DIP 16 chân với bước sóng 2,5mm. Đầu dò nguồn và đầu dò thử nghiệm được kết nối với các đầu ra của mô-đun.

Để kiểm tra vi mạch, bạn cần lắp nó vào đầu nối, nhấn nút và nhìn vào màn hình của máy kiểm tra.

Nếu chip không được lắp vào ổ cắm, điện áp đầu ra sẽ xấp xỉ 10 V.

Đó là tất cả! Đơn giản phải không?

* Datasheet là dữ liệu tham chiếu (data sheet) cho các linh kiện điện tử. Chúng có thể được tìm thấy bằng công cụ tìm kiếm trên Internet.

Victor Geronda đã đi cùng bạn. Hẹn gặp lại các bạn trên blog!

Việc sản xuất mạch tích hợp bắt đầu từ những năm 1978 xa xôi và tiếp tục cho đến ngày nay. Vi mạch giúp nó có thể sản xuất nhiều loại chuông báo và bộ sạc khác nhau để sử dụng hàng ngày. Chip tl431 được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị gia dụng: màn hình, máy ghi âm, máy tính bảng. TL431 là một loại bộ điều chỉnh điện áp có thể lập trình được.

Sơ đồ chuyển mạch và nguyên tắc hoạt động

Nguyên lý hoạt động khá đơn giản. Bộ ổn định có giá trị không đổi của điện áp tham chiếu, và nếu điện áp được cung cấp nhỏ hơn giá trị này, thì bóng bán dẫn sẽ bị đóng và không cho phép dòng điện chạy qua. Có thể thấy rõ điều này trong sơ đồ sau.

Nếu giá trị này bị vượt quá, diode zener có thể điều chỉnh sẽ mở đường giao nhau P-N của bóng bán dẫn và dòng điện sẽ tiếp tục chạy đến diode, từ cộng đến trừ. Điện áp đầu ra sẽ không đổi. Theo đó, nếu dòng điện giảm xuống dưới giá trị của điện áp tham chiếu, bộ khuếch đại hoạt động được điều khiển sẽ đóng lại.

Sơ đồ chân và các thông số kỹ thuật

Bộ khuếch đại hoạt động có sẵn trong các gói khác nhau. Ban đầu, nó là vỏ TO-92, nhưng theo thời gian nó đã được thay thế bằng phiên bản mới hơn của SOT-23. Sơ đồ chân và các loại vỏ được hiển thị bên dưới, bắt đầu từ "cổ" nhất và kết thúc bằng phiên bản cập nhật.

Trong hình, bạn có thể thấy rằng đối với tl431, sơ đồ chân thay đổi tùy thuộc vào loại vỏ. tl431 có các chất tương tự trong nước KR142EN19A, KR142EN19A. Ngoài ra còn có các phiên bản tương tự nước ngoài của tl431: KA431AZ, KIA431, LM431BCM, AS431, 3s1265r, không thua kém gì phiên bản trong nước.

Tính năng TL431

Op-amp này hoạt động với điện áp từ 2,5V đến 36V. Dòng hoạt động của bộ khuếch đại dao động từ 1A đến 100 mA, nhưng có một sắc thái quan trọng: nếu yêu cầu sự ổn định trong hoạt động của bộ ổn định, thì cường độ dòng điện không được giảm xuống dưới 5 mA ở đầu vào. TL431 có giá trị điện áp tham chiếu, được xác định bằng chữ cái thứ 6 trong phần đánh dấu:

• Nếu không có chữ cái nào, thì độ chính xác là - 2%.
• Chữ A trong phần đánh dấu cho biết - độ chính xác 1%.
• Chữ B nói về - độ chính xác 0,5%.

Một đặc tính kỹ thuật chi tiết hơn được thể hiện trong Hình 4

Trong mô tả của tl431A, bạn có thể thấy rằng lượng dòng điện là khá nhỏ và nằm trong khoảng 100mA được công bố, và lượng điện năng mà các trường hợp này tiêu hao không vượt quá hàng trăm miliwatt. Điều này là không đủ. Nếu bạn phải làm việc với các dòng điện nghiêm trọng hơn, thì sẽ đúng hơn nếu sử dụng các bóng bán dẫn mạnh với các thông số được cải thiện.

Kiểm tra bộ ổn định

Câu hỏi liên quan ngay lập tức nảy sinh là cách kiểm tra tl431 bằng đồng hồ vạn năng. Như thực tế cho thấy, sẽ không hiệu quả khi kiểm tra bằng một đồng hồ vạn năng. Để kiểm tra tl431 bằng đồng hồ vạn năng, bạn cần phải lắp ráp một mạch. Để làm điều này, bạn sẽ cần: ba điện trở (một trong số đó là tông đơ), đèn LED hoặc bóng đèn, nguồn 5V DC.

Điện trở R3 phải được chọn sao cho hạn chế dòng điện trong mạch nguồn là 20mA. Giá trị của nó là khoảng 100 ohms. Các điện trở R2 và R3 đóng vai trò như một bộ cân bằng. Ngay sau khi điện áp ở điện cực điều khiển là 2,5 V, đường giao nhau của đèn LED sẽ mở ra và điện áp sẽ chạy qua nó. Đề án này là tốt vì đèn LED hoạt động như một chỉ báo.

Nguồn DC - 5V được cố định và chip tl431 có thể được điều khiển bằng một biến trở R2. Khi nguồn điện không được cung cấp cho vi mạch, diode sẽ tắt. Sau khi thay đổi điện trở bằng cách sử dụng tông đơ, đèn LED sẽ sáng. Sau đó, đồng hồ vạn năng phải được bật ở chế độ đo dòng điện một chiều và đo điện áp ở đầu ra điều khiển, phải là 2,5. Nếu có điện áp và đèn LED sáng, thì phần tử có thể được coi là đang hoạt động.

Trên cơ sở bộ khuếch đại dòng điện hoạt động tl431, bạn có thể tạo một bộ ổn định đơn giản. Để tạo ra giá trị mong muốn của U, điều này sẽ cần ba điện trở. Cần phải tính toán giá trị của điện áp ổn áp đã được lập trình. Tính toán có thể được thực hiện bằng công thức: Uout \ u003d Vref (1 + R1 / R2). Theo công thức, U ở đầu ra phụ thuộc vào giá trị của R1 và R2. Điện trở của R1 và R2 càng lớn thì điện áp của khâu ra càng giảm. Sau khi nhận giá trị của R2, giá trị của R1 có thể được tính như sau: R1 = R2 (Uout / Vref - 1). Bộ ổn định điều chỉnh có thể được bật theo ba cách.

Cần phải tính đến một sắc thái quan trọng: điện trở R3 có thể được tính bằng công thức tính giá trị của R2 và R2. Không lắp đặt chất điện phân cực hoặc không phân cực trong giai đoạn đầu ra, để tránh nhiễu ở đầu ra.

bộ sạc điện thoại di động

Bộ ổn định có thể được sử dụng như một loại bộ hạn chế dòng điện. Thuộc tính này sẽ hữu ích trong các thiết bị sạc điện thoại di động.

Nếu điện áp ở tầng đầu ra không đạt 4,2 V, thì sẽ có giới hạn dòng điện trong mạch nguồn. Sau khi đạt đến mức 4,2 V được công bố, bộ ổn định giảm giá trị điện áp - do đó, giá trị dòng điện cũng giảm xuống. Các phần tử mạch VT1 VT2 và R1-R3 có nhiệm vụ hạn chế dòng điện trong mạch. Điện trở R1 ngắt VT1. Sau khi vượt quá chỉ số 0,6 V, phần tử VT1 mở ra và dần dần giới hạn nguồn điện áp cung cấp cho bóng bán dẫn lưỡng cực VT2.

Trên cơ sở của bóng bán dẫn VT3, dòng điện giảm mạnh. Có sự đóng dần các quá trình chuyển đổi. Điện áp giảm, làm giảm dòng điện. Ngay khi U tiếp cận 4,2 V, bộ ổn định tl431 bắt đầu giảm giá trị của nó trong các giai đoạn đầu ra của thiết bị và quá trình sạc sẽ dừng lại. Để sản xuất thiết bị, bạn phải sử dụng tập hợp các yếu tố sau:

Cần thiết chú ý đặc biệt đến bóng bán dẫn az431. Để giảm đồng đều điện áp trong các giai đoạn đầu ra, cần đặt chính xác bóng bán dẫn az431, bảng thông số của bóng bán dẫn lưỡng cực có thể được xem trong bảng.

Chính bóng bán dẫn này làm giảm điện áp và cường độ dòng điện một cách trơn tru. Đặc tính vôn-ampe của phần tử này rất thích hợp để giải quyết vấn đề.

Bộ khuếch đại hoạt động TL431 là một phần tử đa chức năng và cho phép bạn thiết kế nhiều thiết bị khác nhau: bộ sạc điện thoại di động, hệ thống báo động và hơn thế nữa. Thực tế cho thấy, bộ khuếch đại hoạt động có đặc tính tốt và không thua kém gì các bộ khuếch đại nước ngoài.

Tôi cần một nguồn tham chiếu điện áp rẻ tiền ở đây. Sau khi xem qua các danh mục, tôi đã chọn chip TL431 với giá 20 rúp. Bây giờ tôi sẽ cho bạn biết nó là loại côn trùng gì và làm thế nào để sử dụng nó.

TL431

TL431 là một diode zener có thể lập trình được. Nó được sử dụng như một nguồn điện áp tham chiếu và cung cấp năng lượng cho các mạch công suất thấp. Nó được sản xuất bởi một số nhà sản xuất và trong các trường hợp khác nhau, tôi nhận được nó từ Texas Instruments trong gói SOT23.

Thông số kỹ thuật:

Điện áp đầu ra từ 2,5 đến 36 V - dòng điện hoạt động từ 1 đến 100 mA - trở kháng đầu ra 0,2 ohm - độ chính xác 0,5%, 1% và 2%

Có ba đầu ra. Hai giống như một diode zener tiêu chuẩn - một cực dương và một cực âm. Và đầu ra của điện áp tham chiếu, được kết nối với cực âm hoặc điểm giữa của bộ chia điện áp. Đối với các chương trình nước ngoài, nó được chỉ ra như sau:

Mạch chuyển mạch tối thiểu yêu cầu một điện trở và cho phép bạn nhận được điện áp tham chiếu là 2,5 V.

Điện trở trong mạch này được tính theo công thức sau:

trong đó Ist là dòng TL431 và Il là dòng tải. Dòng đầu vào của chân tham chiếu không được tính đến, vì nó là ~ 2 µA.

Trong mạch chuyển đổi hoàn chỉnh, thêm hai điện trở nữa được thêm vào TL431, nhưng trong trường hợp này, có thể thu được điện áp đầu ra tùy ý.

Các giá trị điện trở của bộ chia điện áp và điện áp đầu ra của TL431 có liên quan như sau:

, trong đó Uref = 2,5 V, Iref = 2 μA. Đây là những giá trị điển hình và chúng có sự phân tán nhất định (xem biểu dữ liệu).

Cho giá trị của một trong các điện trở và hiệu điện thế đầu ra, giá trị của điện trở thứ hai có thể được tính.

Và khi biết điện áp đầu ra và dòng điện đầu vào, bạn có thể tính giá trị của điện trở R1:

, trong đó Iin là dòng đầu vào của mạch, là tổng của dòng hoạt động của TL431, dòng phân áp và dòng tải.

Nếu TL431 được sử dụng để lấy điện áp chuẩn, thì các điện trở R2 và R3 phải được lấy với độ chính xác 1% từ sê-ri E96.

Tính toán của bộ điều chỉnh điện áp trên TL431

Dữ liệu ban đầu

Điện áp đầu vào Uin = 9 V Điện áp đầu ra yêu cầu Uout = 5 V Tải hiện tại Il = 10 mA

Dữ liệu biểu dữ liệu:

Ist = 1..100 mA Iref = 2 uA Uref = 2.495 V

Sự chi trả

Ta đặt giá trị của điện trở R2. Giá trị cực đại của điện trở này bị giới hạn bởi dòng điện Iref = 2 μA. Nếu chúng ta lấy giá trị của điện trở R2 bằng đơn vị / hàng chục kOhm, thì điều này sẽ làm được. Cho R2 = 10 kOhm.

Vì TL431 được sử dụng như một nguồn cung cấp điện, nên ở đây không cần độ chính xác cao và có thể bỏ qua thuật ngữ Iref * R2.

Giá trị làm tròn của R3 sẽ bằng 10 kΩ.

Dòng phân áp là Uout / (R1 + R2) = 5/20000 = 250 µA.

Dòng TL431 có thể từ 1 đến 100 mA. Nếu chúng ta lấy dòng điện Ist> 2 mA, thì dòng điện phân chia có thể được bỏ qua.

Khi đó dòng điện vào sẽ bằng Iin = Ist + Il = 2 + 10 = 12 mA.

Và giá trị R1 = (Uin - Uout) / Iin = (9 - 5) / 0,012 = 333 Ohm. Làm tròn lên đến 300.

Công suất do biến trở R1 tiêu tán là (9 - 5) * 0,012 = 0,05 W. Trên các điện trở khác, nó sẽ thậm chí còn ít hơn.

R1 = 300 Ohm R2 = 10 kOhm R3 = 10 kOhm

Gần như vậy, không tính đến các sắc thái.

Dung tải

Nếu bạn sử dụng TL431 và treo một tụ điện ở đầu ra, thì vi mạch có thể "ù". Thay vì giảm tiếng ồn đầu ra, một tín hiệu răng cưa định kỳ vài milivôn sẽ xuất hiện ở cực âm.

Điện dung tải mà TL431 hoạt động ổn định phụ thuộc vào dòng điện cực âm và điện áp đầu ra. Các giá trị điện dung có thể được hiển thị trong hình từ biểu dữ liệu. Các khu vực ổn định là những khu vực bên ngoài biểu đồ.

Đã có rất nhiều bài viết về đèn LED, bây giờ độc giả không biết làm thế nào để cung cấp điện cho chúng đúng cách để chúng không bị cháy trước thời hạn. Bây giờ tôi tiếp tục bổ sung nhanh chóng phần bộ nguồn, ổn áp và bộ chuyển đổi dòng điện.

Mười linh kiện điện tử phổ biến hàng đầu bao gồm bộ ổn định điều chỉnh TL431 và người anh em của nó, bộ điều khiển PWM TL494. Trong các bộ nguồn, nó hoạt động như một “nguồn tham chiếu điện áp có thể lập trình được, mạch chuyển đổi rất đơn giản. Trong việc chuyển đổi nguồn điện trên TL431, đôi khi thực hiện phản hồi và điện áp tham chiếu.

Làm quen với các đặc điểm và bảng dữ liệu của các IC khác được sử dụng để cung cấp điện,.

• 1. Thông số kỹ thuật
• 2. Sơ đồ nối dây TL431
• 3. Sơ đồ chân TL431
• 4. Datasheet bằng tiếng Nga
• 5. Đồ thị đặc tính điện

Thông số kỹ thuật

Nó đã được ứng dụng rộng rãi do tính mát của các đặc tính kỹ thuật của nó và sự ổn định của các thông số ở các nhiệt độ khác nhau. Một phần, chức năng tương tự như chức năng nổi tiếng, chỉ khác là nó hoạt động ở cường độ dòng điện thấp và nhằm mục đích điều chỉnh. Tất cả các tính năng và các mạch chuyển đổi điển hình được chỉ ra trong bảng dữ liệu bằng tiếng Nga. Tương tự của TL431 sẽ là KR142EN19 trong nước và K1156EP5 nhập khẩu, các thông số của chúng rất giống nhau. Tôi chưa thấy bất kỳ chất tương tự nào khác.

Các đặc điểm chính:

1. đầu ra hiện tại lên đến 100mA;
2. điện áp đầu ra từ 2,5 đến 36V;
3. công suất 0,2W;
4. dải nhiệt độ TL431C từ 0 ° đến 70 °;
5. đối với TL431A từ -40 ° đến + 85 °;
6. giá từ 28 rúp cho 1 miếng.

Các đặc điểm chi tiết và chế độ hoạt động được chỉ ra trong biểu dữ liệu bằng tiếng Nga ở cuối trang này hoặc bạn có thể tải xuống

Ví dụ về việc sử dụng trên bảng

Sự ổn định của các thông số phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, nó rất ổn định, có ít nhiễu ở đầu ra và điện áp nổi +/- 0,005V theo datasheet. Ngoài TL431C sửa đổi gia dụng từ 0 ° đến 70 °, một phiên bản có dải nhiệt độ rộng hơn TL431A từ -40 ° đến 85 ° cũng có sẵn. Tùy chọn bạn chọn tùy thuộc vào mục đích của thiết bị. Tương tự có các thông số nhiệt độ hoàn toàn khác nhau.

Không thể kiểm tra tình trạng của vi mạch bằng đồng hồ vạn năng, vì nó bao gồm 10 bóng bán dẫn. Để làm được điều này, cần phải lắp ráp một mạch chuyển mạch thử nghiệm, qua đó bạn có thể xác định mức độ khả dụng, phần tử không phải lúc nào cũng hỏng hoàn toàn, nó có thể cháy hết.

Sơ đồ đấu dây TL431

Các đặc tính hoạt động của bộ ổn định được thiết lập bởi hai điện trở. Các tùy chọn sử dụng vi mạch này có thể khác nhau, nhưng nó đã nhận được sự phân phối tối đa trong các bộ nguồn có điện áp cố định và điều chỉnh được. Nó thường được sử dụng trong bộ ổn định dòng điện trong bộ sạc USB, bộ nguồn công nghiệp, máy in và các thiết bị gia dụng khác.

TL431 có trong hầu hết mọi bộ nguồn ATX từ máy tính, bạn có thể mượn nó. Các yếu tố nguồn với bộ tản nhiệt, cầu diode cũng ở đó.

Trên chip này, nhiều mạch sạc cho pin lithium được thực hiện. Các bộ cấu tạo vô tuyến được sản xuất để tự lắp ráp bằng tay của chính họ. Số lượng tùy chọn ứng dụng rất lớn, có thể tìm thấy các đề án tốt trên các trang nước ngoài.

Sơ đồ chân TL431

Như thực tế cho thấy, sơ đồ chân của TL431 có thể khác nhau và tùy thuộc vào nhà sản xuất. Hình ảnh hiển thị sơ đồ chân từ biểu dữ liệu của Texas Instruments. Nếu bạn loại bỏ nó khỏi một số loại ván đã hoàn thiện, thì phần chân của các chân có thể được nhìn thấy trên chính tấm ván.

Biểu dữ liệu bằng tiếng Nga

..

Nhiều đài phát thanh nghiệp dư không biết tiếng Anh và các thuật ngữ kỹ thuật rất tốt. Tôi có trình độ khá tốt về ngôn ngữ của kẻ thù được cho là, nhưng khi phát triển, nó vẫn khiến tôi khó chịu khi liên tục nhớ bản dịch các thuật ngữ điện sang tiếng Nga. Bản dịch của biểu dữ liệu TL431 sang tiếng Nga được thực hiện bởi đồng nghiệp của chúng tôi, người mà chúng tôi cảm ơn.

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 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) 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 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 chúng được chọn như thế nào.

Cơm. 6 Nguồn cung cấp mạnh mẽ cho 13 volt, 22 amps.