บน 03/09/2024 602

การทำความเข้าใจกับ TL431: คู่มือที่ครอบคลุมเกี่ยวกับหน่วยงานกำกับดูแลการแบ่งแยกที่แม่นยำ

แคตตาล็อก

TL431 เป็นชิปแบบบูรณาการที่มีความแม่นยำสามขั้วที่ควบคุมได้ด้วยความเสถียรของอุณหภูมิที่ดีเนื่องจากความแม่นยำสูงกระแสไฟฟ้าที่มีความนิ่งต่ำและเสียงเอาท์พุทจึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่หลากหลายเช่นการควบคุมอัตโนมัติการจัดการพลังงานและการแปลงพลังงานเพื่อช่วยให้ทุกคนมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับ TL431 บทความนี้ได้รวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับ TL431 มาและดู

TL431 Regulator คืออะไร?

TL431 เป็นเครื่องควบคุมการแบ่งความแม่นยำแบบปรับความแม่นยำ 2.50V ถึง 36V ที่ผลิตร่วมกันโดย Texas Instruments Incorporated (TI) และ Motorola Incorporated ในสหรัฐอเมริกามีความสามารถในการปรับกระแสไฟฟ้าที่สามารถปรับได้TL431 ซีรีส์ของผลิตภัณฑ์ ได้แก่ TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, มี 6 รุ่นซีรีส์ TL431 ประกอบด้วยหกรุ่นโครงสร้างวงจรภายในของแบบจำลองเหล่านี้เหมือนกันมีความแตกต่างเล็กน้อยในตัวชี้วัดทางเทคนิคแต่ละตัวเนื่องจาก TL431 มีข้อดีของขนาดเล็กแรงดันอ้างอิงที่ปรับได้อย่างแม่นยำและกระแสไฟขนาดใหญ่จึงสามารถใช้ในการสร้างหน่วยงานกำกับดูแลที่หลากหลายลักษณะประสิทธิภาพของมันรวมถึงแรงดันเอาต์พุตที่ปรับได้อย่างต่อเนื่องสูงถึง 36V, ช่วงการทำงานที่กว้างของกระแส 0.1mA ถึง 100mA, ความต้านทานแบบไดนามิกทั่วไป 0.22 โอห์มและเอาท์พุทต่ำนอกจากนี้ยังมีแรงดันอินพุตสูงสุด 37V กระแสการทำงานสูงสุดของ 150MA แรงดันอ้างอิงภายใน 2.5V และช่วงแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุต 2.5V ถึง 30V

ทางเลือกและเทียบเท่า:

- TL431ACZ-AP

- TL431AILPR

• tl431bilpre3

- LM431ACZ/LFT3

คุณสมบัติหลักของ TL431

คุณสมบัติหลักของ TL431 รวมถึง:

ความแม่นยำสูง: ความแม่นยำของแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงของ TL431 สามารถเข้าถึง± 2 เปอร์เซ็นต์หรือสูงกว่าทำให้สามารถให้แรงดันเอาต์พุตที่มีเสถียรภาพและแม่นยำในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลาย

ประสิทธิภาพแบบไดนามิกที่ดี: TL431 มีการตอบสนองแบบไดนามิกที่รวดเร็วมันสามารถปรับแรงดันเอาต์พุตได้อย่างรวดเร็วเมื่อโหลดแหล่งจ่ายไฟเปลี่ยนไปเพื่อรักษาเอาต์พุตที่เสถียรของแหล่งจ่ายไฟ

การออกแบบวงจรที่ง่ายขึ้น: เนื่องจาก TL431 รวมแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดและแหล่งกำเนิดแรงดันอ้างอิงจึงสามารถทำให้การออกแบบวงจรลดขนาดของวงจรได้ง่ายขึ้นและลดต้นทุนของแหล่งจ่ายไฟในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟ

แรงดันเอาต์พุตที่ปรับได้: แรงดันเอาต์พุตของ TL431 สามารถปรับได้โดยตัวต้านทานภายนอกสองตัวและช่วงการปรับเปลี่ยนจาก 2.5V ถึง 36V ซึ่งเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการของวงจรแหล่งจ่ายไฟที่แตกต่างกัน

การจัดอันดับ TL431

การจัดอันดับกระแสแรงดันไฟฟ้าและวัตต์ของอุปกรณ์ใด ๆ แสดงความต้องการพลังงานเช่นจำนวนกระแสและแรงดันไฟฟ้าเพียงพอสำหรับการทำงานตารางต่อไปนี้ให้การจัดอันดับกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าของ TL431

วิธีการวัดคุณภาพของ TL431?

ในการวัดว่าประสิทธิภาพของ TL431 นั้นดีหรือไม่เราจำเป็นต้องระบุพินเป็นเทอร์มินัลอ้างอิงขั้วบวกและแคโทดหลังจากยืนยันหมุดเราสามารถทำตามขั้นตอนด้านล่างเพื่อวัดก่อนอื่นเราปรับช่วงของมัลติมิเตอร์ให้เข้ากับบล็อก RXLK เชื่อมต่อปากกาสีดำเข้ากับขั้วบวกและปากกาสีแดงเข้ากับแคโทดสิ่งที่วัดได้ในเวลานี้คือความต้านทานไปข้างหน้าของ TL431ต่อไปเราแลกเปลี่ยนโอกาสในการทดสอบนั่นคือปากกาสีดำเชื่อมต่อกับแคโทดและปากกาสีแดงเชื่อมต่อกับขั้วบวกในเวลานี้ควรแสดงความต้านทานย้อนกลับที่ไม่มีที่สิ้นสุดซึ่งหมายความว่าเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วบวกไปยังแคโทด TL431 สามารถเปิดใช้งานได้ตามปกติและเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลจากแคโทดไปยังขั้วบวก TL431 จะถูกปิดต่อไปเรายังคงรักษาช่วงมัลติมิเตอร์ไว้ที่บล็อก RXLK เชื่อมต่อปากกาสีดำเข้ากับเทอร์มินัลอ้างอิงและปากกาสีแดงกับแคโทดในเวลานี้ไม่ควรมีกระแสไหลผ่านนั่นคือไม่มีข้อบ่งชี้เกี่ยวกับมิเตอร์จากนั้นเมื่อเราสัมผัสปากกาสีดำด้วยมือข้างหนึ่งและขั้วบวกด้วยมืออีกข้างตัวชี้ควรแกว่งอย่างมีนัยสำคัญเมื่อพบสถานการณ์นี้พินที่สัมผัสด้วยมือคือเทอร์มินัลอ้างอิงขั้นตอนสุดท้ายคือการลัดวงจรขั้วอ้างอิงและขั้วบวกนั่นคืออนุญาตให้กระแสไหลจากเทอร์มินัลอ้างอิงและขั้วบวกในเวลาเดียวกันในกรณีนี้หากตะกั่วทดสอบสีดำเชื่อมต่อกับแคโทดและตะกั่วทดสอบสีแดงเชื่อมต่อกับขั้วบวกมักจะมีแรงดันไฟฟ้าลดลงในทางกลับกันหากตะกั่วทดสอบสีดำเชื่อมต่อกับขั้วบวกและตะกั่วทดสอบสีแดงเชื่อมต่อกับแคโทดโดยทั่วไปจะมีแรงดันไฟฟ้าลดลงค่อนข้างมากหลักการของการวัดนี้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันของ TL431 ในระหว่างการนำไปข้างหน้าและย้อนกลับ

มันสามารถใช้อะไรได้บ้าง?

•การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า

• Crowbar Circuit

•ตัวควบคุมการแบ่งแยก

•ตัว จำกัด กระแสไฟฟ้าที่แม่นยำ

•ตัวควบคุมปัดกระแสสูง

•ตัวแปลง PWM พร้อมการอ้างอิง

•เครื่องควบคุมซีรีส์ปัจจุบันที่มีความแม่นยำสูง

จะแยกความแตกต่างสามพินของ TL431 ได้อย่างไร?

TL431 มีสามพินซึ่งเป็นขั้วอ้างอิงขั้วบวกและแคโทดเพื่อแยกแยะหมุดทั้งสามนี้เราสามารถจัดเรียงจากซ้ายไปขวาด้วยโลโก้ที่หันหน้าเข้าหาเราโดยเฉพาะอย่างยิ่งเทอร์มินัลอ้างอิงคือพินที่ใช้ในการป้อนแรงดันอ้างอิงขั้วบวกคือพินที่กระแสไหลและแคโทดคือพินที่กระแสไหลออกมาในการใช้งานจริงแคโทดมักจะเชื่อมต่อกับขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟผ่านตัวต้านทานการ จำกัด ปัจจุบันในขณะที่ขั้วบวกเชื่อมต่อกับขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟแผนภาพพินของมันมีดังนี้:

PIN 1 (อ้างอิง): พินนี้ตั้งค่าการจัดอันดับแรงดันไฟฟ้าของไดโอด Zener

PIN 2 (ขั้วบวก): ขั้วบวกของไดโอด Zener ที่เทียบเท่า

พิน 3 (แคโทด): แคโทดของไดโอด Zener เทียบเท่า

โครงสร้างและหลักการทำงานของ TL431

TL431 เป็นตัวควบคุมการปัดแบบปรับเทอร์มินัลที่มีความเสถียรได้ดีเยี่ยมมันมักจะใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้โครงสร้างภายนอกประกอบด้วยสามพิน: แคโทดขั้วบวกและแรงดันอ้างอิงโครงสร้างภายในดังแสดงในรูปในแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ของ TL431 ขั้วบวกมักจะเชื่อมต่อกับพื้นดินและส่วนหนึ่งของกระแสแคโทดไหลผ่านแหล่งกำเนิดของกระจกในมุมซ้ายล่างของแผนภาพบล็อกแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากกระแสไฟฟ้านี้บนตัวต้านทานรวมถึงแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงระหว่างฐาน B และตัวส่งสัญญาณ E ของทรานซิสเตอร์รวมกันประกอบด้วยแรงดันอ้างอิงที่ 2.5Vโครงสร้างขั้นตอนกลางของ TL431 นั้นเทียบเท่ากับวงจรแอมพลิฟายเออร์ที่แตกต่างกันในขณะที่เวทีเอาท์พุทใช้โครงสร้างดาร์ลิงตันดังนั้น TL431 ไม่เพียง แต่มีฟังก์ชั่นอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าแบบบูรณาการภายใน แต่ยังรวมฟังก์ชั่นของวงจรแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ

ตามฟังก์ชั่นของมัน TL431 ประกอบด้วยแรงดันอ้างอิง 2.5V แบบบูรณาการภายใน, op-amp เชิงอนุพันธ์และทรานซิสเตอร์ตัวสะสมแบบเปิดไดอะแกรมที่เรียบง่ายของ TL431 แสดงอยู่ด้านล่างเมื่อแรงดันไฟฟ้าบนพินแรงดันอ้างอิงต่ำกว่าแรงดันอ้างอิงภายใน 2.5V, op-amp ส่งออกในระดับต่ำซึ่งเวลาที่ triode อยู่ในสถานะปิดไม่มีกระแสกระแสใน TL431 (ไม่สนใจการรั่วไหลเล็ก ๆปัจจุบัน);และเมื่อแรงดันไฟฟ้าบนพินแรงดันอ้างอิงสูงกว่าแรงดันอ้างอิงภายใน Op-AMP จะส่งออกระดับสูง triode จะดำเนินการและดึงกระแสจากแคโทดและเข้าสู่พื้นที่อิ่มตัวอย่างรวดเร็วเฉพาะเมื่อแรงดันไฟฟ้าบนพินแรงดันอ้างอิงอยู่ใกล้กับแรงดันอ้างอิงมาก Triode จะทำงานในพื้นที่ขยายจากแคโทดเพื่อแยกกระแสคงที่การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าในการสลับแหล่งจ่ายไฟโครงสร้างดั้งเดิมซึ่งต้องใช้แรงดันอ้างอิงที่ไม่ต่อเนื่องและ op-amp สำหรับข้อเสนอแนะสามารถแทนที่ได้อย่างดีโดย TL431

ข้อควรระวังสำหรับแอปพลิเคชัน TL431

เมื่อใช้ TL431 เราควรให้ความสนใจกับแง่มุมต่อไปนี้:

ให้ความสนใจกับขนาดปัจจุบัน

กระแสขั้นต่ำที่ไหลผ่าน TL431 จะต้องเก็บไว้สูงกว่า 1mA มิฉะนั้นจะสูญเสียประสิทธิภาพการควบคุมแรงดันไฟฟ้าในเวลาเดียวกันกระแสสูงสุดจะไม่เกิน 100mA เพื่อหลีกเลี่ยงการทำลาย TL431

แรงดันแคโทดกระแสไฟฟ้าขั้นต่ำและขั้นต่ำ

เนื่องจากแรงดันอ้างอิงภายใน VREF ของ TL431 ได้รับการดูแลรักษาโดยกระแสแคโทดและกระแสไฟฟ้านี้จะต้องสูงกว่าเกณฑ์ที่แน่นอนเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานปกติจึงต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษในระหว่างการใช้งาน: เมื่อขั้วเอาต์พุตของ TL431 อยู่ในการตัด-นอกรัฐแคโทดยังคงต้องการรักษากระแสการถือครองมากกว่า 0.2mA;เมื่อเสาเอาต์พุตอยู่ในความอิ่มตัวแรงดันไฟฟ้าระหว่างเสาจะต้องมากกว่าอย่างน้อย 2.2V เพื่อให้แน่ใจว่า TL431 สามารถทำงานได้ตามปกติ

ให้ความสนใจกับการใช้พลังงาน

การใช้แพ็คเกจ TO-92 ทั่วไปเป็นตัวอย่างการใช้พลังงานสูงสุดของ TL431 คือ 0.7Wในความเป็นจริงการใช้พลังงาน P ของ TL431 ในวงจรสามารถคำนวณได้โดยสูตร p = vo*i โดยที่ Vo คือแรงดันเอาต์พุตและฉันเป็นกระแสผ่าน TL431ดังนั้นเมื่อเอาต์พุตไม่เกิน 5V TL431 สามารถส่งออกกระแสสูงสุดที่ 140mA;เมื่อแรงดันเอาต์พุตเป็น 7V จะสามารถส่งออกกระแส 10mA ได้เท่านั้นเนื่องจากข้อ จำกัด การใช้พลังงานโดยทั่วไปการใช้พลังงานของ TL431 อยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.5W ถึง 1.2Wเมื่อทำงานภายใต้อุณหภูมิสูงแรงดันสูงหรือสภาวะปัจจุบันสูงเราต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการระบายอากาศการกระจายความร้อนและความปลอดภัยของวงจรโดยรวมเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพหรือความเสียหายที่เกิดจากการใช้พลังงานมากเกินไป

ให้ความสนใจกับการเลือกตัวต้านทานการสุ่มตัวอย่าง R1 และ R2

เมื่อเลือกวัสดุและการจัดวางเราควรให้ความสำคัญกับตัวต้านทานความแม่นยำประเภทเดียวกันด้วยค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิขนาดเล็กเสียงรบกวนต่ำและความสามารถในการใช้พลังงานขนาดใหญ่เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเสถียรและความน่าเชื่อถือตามสูตร VO = 2.5*(1+R1/R2) เมื่อ VO สูงสุด 36V เราสามารถคำนวณได้ว่าอัตราส่วนสูงสุดของ R1 ถึง R2 คือ 13.4 นั่นคือค่าสูงสุดของ R1 ควรเป็น 13.4 เท่าของ R2.นอกจากนี้เนื่องจากอัตราขยายวงเปิดสูงและความเร็วการตอบสนองที่รวดเร็วของ TL431 เมื่อจุดสุ่มตัวอย่าง (นั่นคือจุดเชื่อมต่อของ R1 และ R2) อยู่ไกลจากเสาทั้งสองการกระตุ้นดังนั้นเมื่อออกแบบและใช้งานเราต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษกับที่ตั้งของจุดสุ่มตัวอย่างเพื่อหลีกเลี่ยงสถานการณ์นี้

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. TL431 เป็นไดโอด Zener หรือไม่?

มันเป็นไดโอด Zener ซึ่งสามารถตั้งโปรแกรมได้แรงดันเอาต์พุตมีตั้งแต่ 2.5 โวลต์ถึง 36 โวลต์ความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทจะเป็น +-4 เปอร์เซ็นต์กระแสกระแสไฟหรือช่วงกระแสไฟฟ้าจาก 1 mA ถึง 100 mA

2. อะไรคือความแตกต่างระหว่าง TL431 และ TLV431?

TL431 เป็นข้อมูลอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าแบบดั้งเดิมแบบดั้งเดิมTLV431 เป็นตัวเลือกการอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าของ TLV แต่ยังมีข้อกำหนดที่แตกต่างกัน

3. ฟังก์ชั่นของ TL431 คืออะไร?

TL431 ในการกำหนดค่าแบบเปิดโล่งมักจะใช้ในการเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า, จอภาพการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า, จอภาพแรงดันไฟฟ้าเกิน, เครื่องตรวจจับแรงดันไฟฟ้าหน้าต่างและการใช้งานอื่น ๆ อีกมากมายTL431 เป็นข้อมูลอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าแบบปัดที่ใช้กันทั่วไปสำหรับแอปพลิเคชันเหล่านี้

4. อะไรคือสิ่งที่เทียบเท่ากับทรานซิสเตอร์ TL431?

เมื่อ TL431 เสียหายหากไม่มีการเปลี่ยนโมเดลเดียวกันก็สามารถแทนที่ได้โดยตรงด้วย KA431, μA431, LM431, YL431, S431 ฯลฯ ตัวอักษรต่อท้าย TL431 ระบุระดับผลิตภัณฑ์และช่วงอุณหภูมิการทำงาน

5. ลักษณะของ TL431 คืออะไร?

อุปกรณ์ TL431 และ TL432 เป็นตัวควบคุมการป้องกันแบบสามขั้วที่ปรับได้โดยมีความมั่นคงทางความร้อนที่ระบุไว้เหนือช่วงอุณหภูมิยานยนต์เชิงพาณิชย์และอุณหภูมิทางทหารแรงดันเอาต์พุตสามารถตั้งค่าเป็นค่าใด ๆ ระหว่าง VREF (ประมาณ 2.5 V) และ 36 V โดยมีตัวต้านทานภายนอกสองตัว