Guia detalhado do regulador de tensão TL431
2024-04-17 16084

O TL431 é um chip integrado de referência de precisão controlada de três terminais com boa estabilidade de temperatura.Devido à sua alta precisão, baixa corrente inativa e ruído de saída, é amplamente utilizado em uma variedade de dispositivos eletrônicos, como controle automático, gerenciamento de energia e conversão de energia.Para ajudar todos a ter uma melhor compreensão do TL431, este artigo compilou informações relevantes sobre o TL431.Venha e dê uma olhada.

TL431 é um regulador de derivação de precisão ajustável de 2,50V a 36V produzido em conjunto pela Texas Instruments Incorporated (TI) e Motorola Incorporated nos EUA.Ele tem a capacidade de saída de corrente ajustável e serve como uma fonte de tensão de referência.A série TL431 inclui TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, totalizando seis modelos.Esses modelos compartilham uma estrutura de circuito interno idêntico com apenas pequenas diferenças nos indicadores técnicos.Devido ao seu tamanho compacto, tensão de referência ajustável por precisão e corrente de saída grande, o TL431 pode ser usado para projetar uma variedade de reguladores.Suas características de desempenho incluem tensão de saída continuamente ajustável até 36V, uma ampla faixa de corrente operacional de 0,1mA a 100mA, uma resistência dinâmica típica de 0,22 ohms e baixo ruído de saída.Além disso, possui uma tensão de entrada máxima de 37V, uma corrente operacional máxima de 150mA, uma tensão de referência interna de 2,5V e uma faixa de tensão de saída de 2,5V a 30V.

A precisão da tensão de referência do TL431 pode atingir ± 2 % ou mais, permitindo que ele forneça tensões de saída estáveis ​​e precisas em uma ampla gama de tensões.

O TL431 apresenta resposta dinâmica rápida.Ele pode ajustar rapidamente a tensão de saída em resposta às alterações da carga da fonte de alimentação, garantindo uma saída de fonte de alimentação estável.

Como o TL431 integra um amplificador de erro e uma fonte de tensão de referência, ele simplifica o design do circuito, reduz o tamanho do circuito e reduz os custos da fonte de alimentação.

A tensão de saída do TL431 pode ser ajustada usando dois resistores externos, oferecendo uma faixa de ajuste de 2,5V a 36V, adequada para vários circuitos de fonte de alimentação.

As classificações de corrente, tensão e potência de qualquer dispositivo indicam seus requisitos de energia, ou seja, quanta corrente e tensão são suficientes para sua operação.A tabela a seguir fornece as classificações de corrente, energia e tensão do TL431.

Para medir se o desempenho do TL431 é bom, precisamos identificar seus pinos como o terminal de referência, ânodo e cátodo.Depois de confirmar os pinos, podemos seguir as etapas abaixo para medir.Primeiro, ajustamos o alcance do multímetro ao bloco RXLK, conectamos a caneta preta ao ânodo e a caneta vermelha ao cátodo.O que é medido neste momento é a resistência direta do TL431.Em seguida, trocamos os leads de teste, ou seja, a caneta preta está conectada ao cátodo e a caneta vermelha é conectada ao ânodo.Neste momento, a resistência reversa infinita deve ser exibida.Isso significa que, quando a corrente flui do ânodo para o cátodo, o TL431 pode ser ativado normalmente;E quando a corrente flui do cátodo para o ânodo, o TL431 é desligado.Em seguida, ainda mantemos o alcance do multímetro no bloco RXLK, conectamos a caneta preta ao terminal de referência e a caneta vermelha ao cátodo.No momento, não deve haver corrente fluindo através dela, ou seja, não há indicação no medidor.Então, quando tocamos a caneta preta com uma mão e o ânodo com a outra mão, o ponteiro deve balançar significativamente.Quando essa situação é atendida, o pino tocado à mão é o terminal de referência.A etapa final é para curto-circuito o terminal de referência e o ânodo, ou seja, permitir que a corrente flua do terminal de referência e do ânodo ao mesmo tempo.Nesse caso, se o chumbo de teste preto estiver conectado ao cátodo e o chumbo do teste vermelho estiver conectado ao ânodo, geralmente haverá uma queda de tensão menor;Por outro lado, se o chumbo de teste preto estiver conectado ao ânodo e o chumbo do teste vermelho estiver conectado ao cátodo, geralmente haverá uma queda de tensão relativamente grande.O princípio desta medição é baseado nas diferentes quedas de tensão do TL431 durante a condução direta e reversa.

Monitor de tensão

Circuito de cabine de cabana

Regulador de derivação

Limitador de corrente de precisão

Regulador de derivação de alta corrente

Conversor PWM com referência

Regulador de série de alta corrente de alta corrente

O TL431 possui três pinos, que são o terminal de referência, ânodo e cátodo.Para distinguir esses três pinos, podemos organizá -los da esquerda para a direita com o logotipo de frente para nós.Especificamente, o terminal de referência é o pino usado para inserir a tensão de referência;O ânodo é o pino através do qual a corrente flui;e o cátodo é o alfinete do qual a corrente flui.Em aplicações práticas, o cátodo é geralmente conectado ao pólo positivo da fonte de alimentação através de um resistor limitador de corrente, enquanto o ânodo é conectado ao pólo negativo da fonte de alimentação.Seu diagrama de pinos é o seguinte:

Pino 1 (referência): Este pino define a classificação de tensão do diodo Zener.

Pino 2 (ânodo): ânodo do diodo Zener equivalente

Pino 3 (cátodo): cátodo do diodo Zener equivalente

O TL431 é um regulador de derivação ajustável de três terminais com excelente estabilidade.É frequentemente usado como uma referência de tensão ajustável.Sua estrutura externa consiste em três pinos: cátodo, ânodo e tensão de referência.A estrutura interna é como mostrado na figura.Na maioria das aplicações do TL431, o ânodo é geralmente conectado ao solo e uma parte da corrente do cátodo flui através da fonte de corrente do espelho no canto inferior esquerdo do diagrama de blocos.A queda de tensão gerada por essa corrente no resistor, além da queda de tensão entre a base B e o emissor E do transistor, juntos constituem a tensão de referência de 2,5V.A estrutura intermediária do estágio do TL431 é equivalente a um circuito de amplificador diferencial, enquanto seu estágio de saída adota uma estrutura de Darlington.Portanto, o TL431 não apenas possui uma função de referência de tensão integrada internamente, mas também integra a função de um circuito de amplificador operacional.

De acordo com sua função, o TL431 consiste em uma tensão de referência de 2,5V integrada internamente integrada, um amplificador opcional diferencial e um transistor de colecionador aberto.Um diagrama simplificado do TL431 é mostrado abaixo.Quando a tensão no pino de tensão de referência é menor que a tensão de referência interna de 2,5V, o amplificador operacional produz um nível baixo, quando o triodo está no estado off, sem fluxos de corrente no TL431 (ignorando o pequeno vazamentoatual);E quando a tensão no pino de tensão de referência é maior que a tensão de referência interna, o amplificador operacional emite um nível alto, o triodo conduz e extrai a corrente do cátodo e entra na região de saturação rapidamente.Somente quando a tensão no pino de tensão de referência estiver muito próxima da tensão de referência, o triodo funcionará na área de amplificação, do cátodo para extrair uma corrente constante.A análise mostra que, na comutação de fonte de alimentação, a estrutura original que requer tensão de referência discreta e amplificador operacional para feedback podem ser bem substituídos pelo TL431.

Ao usar o TL431, devemos prestar atenção aos seguintes aspectos.

A corrente mínima que flui através do TL431 deve ser mantida acima de 1MA; caso contrário, perderá seu desempenho na regulação da tensão.Ao mesmo tempo, a corrente máxima não pode exceder 100mA para evitar danificar o TL431.

Como a tensão de referência interna VREF do TL431 é mantida pela corrente do cátodo, e essa corrente deve ser maior do que um determinado limite para garantir a operação normal, atenção especial precisa ser dada durante a aplicação: quando o pólo de saída do TL431 está noEstado de corte, o cátodo ainda precisa manter uma corrente de retenção superior a 0,2mA;Quando o pólo de saída está em saturação, a tensão entre os pólos deve ser pelo menos maior que 2,2V para garantir que o TL431 possa operar normalmente.

Tomando o pacote comum para 92 como exemplo, o consumo máximo de energia do TL431 é 0,7W.De fato, o consumo de energia P de TL431 no circuito pode ser calculado pela fórmula P = Vo*I, onde VO é a tensão de saída e I é a corrente através de TL431.Portanto, quando a saída não exceder 5V, o TL431 pode gerar uma corrente máxima de 140mA;Quando a tensão de saída é 7V, ele pode produzir apenas uma corrente de 10mA devido a limitações de consumo de energia.Normalmente, o consumo de energia do TL431 varia de 0,5W a 1,2W.Quando funciona sob alta temperatura, alta tensão ou alta corrente, devemos prestar atenção especial à ventilação, dissipação de calor e segurança do circuito geral para impedir a degradação do desempenho ou danos causados ​​pelo consumo excessivo de energia.

Ao selecionar materiais e se estabelecer, devemos dar prioridade a resistores de precisão do mesmo tipo com coeficiente de temperatura pequeno, baixo ruído e grande capacidade de energia para garantir estabilidade e confiabilidade.De acordo com a fórmula vo = 2,5*(1+r1/r2), quando o VO é um máximo de 36V, podemos calcular que a proporção máxima de R1 a R2 é 13,4, ou seja, o valor máximo de R1 deve ser 13,4 vezeso de R2.Além disso, devido ao alto ganho de malha aberta e velocidade rápida de TL431, quando o ponto de amostragem (ou seja, o ponto de conexão de R1 e R2) está longe dos dois pólos, o circuito é propenso a superarexcitação.Portanto, ao projetar e usar, precisamos prestar atenção especial à localização do ponto de amostragem para evitar essa situação.

Sim, é um diodo Zener programável.A tensão de saída varia de 2,5 volts a 36 volts.A tolerância à tensão de saída será de ± 4 %.A corrente de saída ou a corrente do coletor varia de 1 mA a 100 mA.

O TL431 é a referência de tensão de derivação padrão original.O TLV431 é uma opção de referência de tensão mais baixa do TLV, mas também possui algumas especificações diferentes.

O TL431 em uma configuração de circuito aberto é frequentemente usado como comparador de tensão, monitor de subtensão, monitor de sobretensão, detector de tensão da janela e muitos outros tipos de usos.O TL431 é uma referência de tensão de derivação comumente usada para essas aplicações.

Quando o TL431 é danificado, se não houver substituição do mesmo modelo, ele poderá ser substituído diretamente por KA431, μA431, LM431, YL431, S431, etc. TL431 Letras de sufixo indicam o nível do produto e a faixa de temperatura de operação.

Os dispositivos TL431 e TL432 são reguladores de derivação ajustável de três terminais, com estabilidade térmica especificada sobre faixas de temperatura automotiva, comercial e militar aplicáveis.A tensão de saída pode ser definida como qualquer valor entre o VREF (aproximadamente 2,5 V) e 36 V, com dois resistores externos.