Fișă tehnică 431. Fișă tehnică microcircuit TL431: descriere, scop, caracteristici tehnice

Permiteți-mi să fac imediat o rezervă că acest articol nu este un panaceu. Acest lucru poate să nu funcționeze pentru unii oameni.

Mai întâi, voi vorbi despre TL431 și despre ce face. TL431 este o diodă zener controlată cu care puteți obține o tensiune stabilizată într-un interval larg de la 2,5 volți până la 36 volți. Folosind acest microcircuit, puteți realiza o sursă de tensiune de referință pentru surse de alimentare, precum și pentru diferite circuite de măsurare.

Cifra luată din fișa de date ON Semiconductor

Mai jos sunt două opțiuni de fișă de date pentru acest cip.

1. Fișa tehnică ON Semiconductor https://www.onsemi.com/pub/Collateral/TL431-D.PDF
2. Fișa tehnică Texas Instruments http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf

Pinout a acestui microcircuit cel mai bun mod afișate în fișa de date ON Semiconductor

Un mic detaliu găsit în fișa de date Texas Instruments

În toate figurile există o inscripție „vedere de sus”, aceasta se traduce prin „vedere de sus” dacă priviți cu neatenție foaia de date, fără să știți ce poate însemna aceasta, o puteți lipi incorect pe placă.

Am folosit cipul TL431 într-unul dintre circuitele mele și s-a dovedit a fi defect. După ce am căutat pe forumuri, am găsit o modalitate de a testa acest microcircuit. Și în unele locuri am văzut cum se numesc acest microcircuit folosind un multimetru, dar, din păcate, asta nu este totul. Am încercat mai întâi să verific cu un multimetru, dar imediat am lăsat acest eveniment deoparte. Și am decis să încerc să verific folosind un tester de componente universal, care a fost achiziționat anterior de pe Aliexpress.

În timpul verificării am făcut o masă. Mai întâi am verificat în modul cu două terminale (dacă tabelul arată doi pini, trebuie doar să combinați ambii pini împreună).

Rezultatele măsurătorilor primului specimen

			anod, catod

Dimensiunea 1 – REF; 2 - catod.

Dimensiunea 1 – anod; 2 - catod.

Dimensiunea 1 - REF, catod; 2 – anod.

Dimensiunea 1 – REF; 2 – catod, anod.

Masura 1 – REF, 2 – anod, 3 – catod.

Rezultatele măsurătorilor celui de-al doilea eșantion.

			anod, catod

Există o mică diferență. Privind la masă, observi un anumit model. De exemplu, în linia 4, acesta este de fapt modul de funcționare al TL431 pentru a produce 2,5 volți. Dar cel mai interesant lucru este modul de măsurare în modul cu trei terminale. Într-un caz este definit ca un tranzistor, iar în al doilea caz ca o parte lipsă. Cel mai interesant lucru este când este definit tranzistorul: este definit tranzistorul cu structură NPN, pinul REF este definit ca emițător, anodul ca bază și catodul ca colector. Între REF și catod există o diodă catodică, care este îndreptată spre catod.

Pe baza acestor date, este deja posibil să se judece dacă microcircuitul a fost fixat sau nu, precum și să se determine pinout-ul.

Nikolai Petrușov

TL431, ce fel de „fiară” este aceasta?

Orez. 1 TL431.

TL431 a fost creat la sfârșitul anilor 70 și este încă utilizat pe scară largă în industrie și în activitățile de radio amator.
Dar, în ciuda vârstei sale înaintate, nu toți radioamatorii sunt familiarizați îndeaproape cu acest caz minunat și cu capacitățile sale.
În acest articol voi încerca să familiarizez radioamatorii cu acest microcircuit.

În primul rând, să ne uităm la ce se află în interiorul acestuia și să apelăm la documentația pentru microcircuit, „fișa de date” (apropo, analogii acestui microcircuit sunt KA431 și microcircuitele noastre KR142EN19A, K1156ER5x).
Și în interiorul lui există aproximativ o duzină de tranzistori și doar trei ieșiri, deci ce este?

Orez. 2 Dispozitiv TL431.

Se dovedește că totul este foarte simplu. În interior se află un amplificator operațional convențional (triunghi în diagrama bloc) cu un tranzistor de ieșire și o sursă de tensiune de referință.
Numai că aici acest circuit joacă un rol ușor diferit, și anume rolul unei diode zener. Se mai numește și „diodă Zener controlată”.
Cum lucrează?
Să ne uităm la schema bloc TL431 din figura 2. Din diagramă puteți vedea că amplificatorul operațional are o sursă de tensiune de referință de 2,5 volți (foarte stabilă) încorporată (pătrat mic) conectată la intrarea inversă, o intrare directă ( R), un tranzistor la ieșirea amplificatorului operațional, un colector (K) și un emițător (A), care sunt combinate cu bornele de alimentare ale amplificatorului și o diodă de protecție împotriva inversării polarității. Curentul maxim de sarcină al acestui tranzistor este de până la 100 mA, tensiunea maximă este de până la 36 de volți.

Orez. 3 Pinout TL431.

Acum, folosind exemplul unui circuit simplu prezentat în Figura 4, să vedem cum funcționează totul.
Știm deja că în interiorul cipului există o sursă de tensiune de referință încorporată - 2,5 volți. În primele lansări de microcircuite, care au fost numite TL430, tensiunea sursei încorporate a fost de 3 volți, în lansările ulterioare ajunge la 1,5 volți.
Aceasta înseamnă că, pentru ca tranzistorul de ieșire să se deschidă, este necesar să se aplice o tensiune puțin mai mare decât referința de 2,5 volți la intrarea (R) a amplificatorului operațional (prefixul „puțin” poate fi omis, deoarece diferența este câțiva milivolți și în viitor vom presupune că la intrare trebuie aplicată o tensiune egală cu referința), apoi va apărea o tensiune la ieșirea amplificatorului operațional și se va deschide tranzistorul de ieșire.
Pentru a spune simplu, TL431 este ceva ca un tranzistor cu efect de câmp (sau doar un tranzistor), care se deschide atunci când la intrare este aplicată o tensiune de 2,5 volți (sau mai mult). Pragul de deschidere-închidere al tranzistorului de ieșire este foarte stabil aici datorită prezenței unei surse de tensiune de referință stabile încorporate.

Orez. 4 Schema de circuit pentru TL431.

Din diagramă (Fig. 4) se poate observa că un divizor de tensiune format din rezistențele R2 și R3 este conectat la intrarea R a microcircuitului TL431, rezistența R1 limitează curentul LED.
Deoarece rezistențele divizorului sunt aceleași (tensiunea de alimentare este împărțită la jumătate), tranzistorul de ieșire al amplificatorului (TL-ki) se va deschide atunci când tensiunea sursei de alimentare este de 5 volți sau mai mult (5/2 = 2,5). În acest caz, la intrarea R de la divizorul R2-R3 vor fi furnizați 2,5 volți.
Adică, LED-ul nostru se va aprinde (tranzistorul de ieșire se va deschide) atunci când tensiunea sursei de alimentare este de 5 volți sau mai mult. Se va stinge în mod corespunzător când tensiunea sursei este mai mică de 5 volți.
Dacă creșteți rezistența rezistenței R3 în brațul divizor, atunci va fi necesar să creșteți tensiunea sursei de alimentare la mai mult de 5 volți, astfel încât tensiunea la intrarea R a microcircuitului furnizat de la divizor R2-R3 ajunge din nou la 2,5 volți și tranzistorul de ieșire TL se deschide -ki.

Se pare că, dacă acest divizor de tensiune (R2-R3) este conectat la ieșirea sursei de alimentare, iar catodul TL-ki la baza sau poarta tranzistorului de control al sursei de alimentare, atunci prin schimbarea brațelor a divizorului, de exemplu prin modificarea valorii lui R3, va fi posibilă modificarea tensiunii de ieșire a acestei surse de alimentare, deoarece, în același timp, se va modifica și tensiunea de stabilizare TL (tensiunea de deschidere a tranzistorului de ieșire) - că este, vom obține o diodă zener controlată.
Sau dacă selectați un divizor fără a-l schimba în viitor, puteți face ca tensiunea de ieșire a sursei de alimentare să fie strict fixată la o anumită valoare.

Concluzie;- dacă microcircuitul este folosit ca diodă zener (scopul său principal), atunci prin selectarea rezistențelor divizorului R2-R3 putem realiza o diodă zener cu orice tensiune de stabilizare în intervalul 2,5 - 36 volți (limitare maximă conform „fișa de date”).
O tensiune de stabilizare de 2,5 volți se obține fără divizor dacă intrarea TL este conectată la catodul său, adică pinii 1 și 3 sunt scurtcircuitați.

Apoi apar mai multe întrebări. Este posibil, de exemplu, să înlocuiți TL431 cu un amplificator operațional obișnuit?
- Este posibil doar dacă doriți să o proiectați, dar va trebui să vă asamblați propria sursă de tensiune de referință de 2,5 volți și să furnizați putere amplificatorului operațional separat de tranzistorul de ieșire, deoarece consumul său de curent poate deschide actuatorul. În acest caz, puteți face tensiunea de referință orice doriți (nu neapărat 2,5 volți), apoi va trebui să recalculați rezistența divizorului utilizat împreună cu TL431, astfel încât la o anumită tensiune de ieșire a sursei de alimentare, tensiunea furnizată la intrarea microcircuitului este egală cu referința.

Încă o întrebare - este posibil să folosiți TL431 ca un comparator obișnuit și să construiți pe el, să zicem, un termostat sau ceva similar?

Este posibil, dar deoarece diferă de un comparator convențional în prezența unei surse de tensiune de referință încorporate, circuitul va fi mult mai simplu. De exemplu aceasta;

Orez. 5 Termostat pe TL431.

Aici termistorul (termistorul) este un senzor de temperatură și își scade rezistența pe măsură ce temperatura crește, de exemplu. are un TCR (Coeficient de rezistență de temperatură) negativ. Termistori cu TCS pozitiv, de ex. A cărei rezistență crește odată cu creșterea temperaturii se numește pozistori.
În acest termostat, atunci când temperatura depășește un nivel setat (reglat de o rezistență variabilă), un releu sau un actuator va funcționa și va opri sarcina (elementele de încălzire) cu contactele sale sau, de exemplu, va porni ventilatoarele în funcție de sarcina.
Acest circuit are o histerezis mică, iar pentru a o mări, este necesar să introduceți un OOS între pinii 1-3, de exemplu, un rezistor de reglare de 1,0 - 0,5 mOhm și valoarea acestuia trebuie selectată experimental în funcție de histerezisul cerut.
Dacă este necesar ca actuatorul să funcționeze atunci când temperatura scade, atunci senzorul și regulatoarele trebuie schimbate, adică termistorul trebuie să fie inclus în brațul superior și o rezistență variabilă cu un rezistor în brațul inferior.
Și, în concluzie, puteți înțelege cu ușurință cum funcționează microcircuitul TL431 în circuitul unei surse de alimentare puternice pentru un transceiver, care este prezentat în Figura 6, și ce rol joacă aici rezistențele R8 și R9 și cum sunt selectate.

Orez. 6 Sursă de alimentare puternică de 13 volți, 22 amperi.

Componenta electronică tl 431 este unul dintre circuitele integrate a căror producție a fost pusă în producție de masă din 1978. Este utilizat pe scară largă în majoritatea surselor de alimentare pentru computere, televizoare și altele aparate electrocasnice ca referință de tensiune programabilă de precizie. În practică, s-au dezvoltat mai multe scheme de comutare tl431.

Dispozitiv element electronic

Microcircuitul are un design simplu format din următoarele elemente: o carcasă, un amplificator operațional (op-amp), un tranzistor de ieșire tl431 și o sursă de tensiune de referință. Particularitatea acestui microcircuit este că îndeplinește funcțiile unei diode zener.

O sursă de tensiune de referință de 2,5 volți, care are stabilitate ridicată, este conectată la intrarea inversă a amplificatorului operațional (-), emițătorul tranzistorului și masă folosind două puncte comune o diodă de siliciu este de asemenea inclusă în presiunea de referință circuit. Este conceput pentru a preveni crearea de curent invers și protejează împotriva inversării polarității. Direct input ® este proiectat să primească semnale de la alte plăci, precum și să alimenteze amplificatorul. Este conectat printr-o diodă la colectorul tranzistorului și printr-un punct comun. Ieșirea amplificatorului operațional este conectată la baza tranzistorului.

Trebuie amintit că tranzistorul utilizat în microcircuitele acestei serii poate rezista la sarcini de până la 0,1 A și 36 V.

Principiul de funcționare

Funcționarea microcircuitului se bazează pe principiul tensiunii aplicate la intrarea directă a amplificatorului operațional care depășește cea de referință. Când U (tensiunea de intrare directă) este mai mică sau egală cu Vref (tensiunea de referință de ieșire), va exista o tensiune joasă similară, din cauza căreia tranzistorul nu se va deschide și nici un curent nu va circula prin circuitul anod-catod. De îndată ce U depășește Vref la ieșirea amplificatorului operațional, este generată o tensiune care poate deschide tranzistorul și poate forța curentul să curgă de la catod la anod, ceea ce face ca cipul să funcționeze.

Pinout tl341

TL 341 este un microcircuit cu trei pini. Fiecare picior are propriul nume: 1 - referință (ieșire), 2 - anod (anod) și 3 - catod (catod).

În practică, pinout-ul variază și depinde de tipul de carcasă ales de producător la fabricarea produsului. TL431 este disponibil în cantitati mari cazuri diferite, de la vechiul TO-92 la SOT-23 modern. Pinout-ul tl431, în funcție de tipul carcasei, este prezentat în Figura 3.

Analogii tl431 produs intern sunt microcircuitele KR142EN19A și K1156ER5T. Analogii străini includ:

• KA431AZ;
• KIA431;
• HA17431VP;
• IR9431N;
• AME431BxxxxBZ;
• AS431A1D;
• LM431BCM.

Specificații

Principalele caracteristici tehnice ale microcircuitului tl 341 sunt:

Din caracteristici este clar că microcircuitul poate fi utilizat într-un interval de tensiune destul de larg, dar capacitatea de transport a curentului este foarte mică. Pentru a obține altele mai serioase, la circuitul catodic sunt conectate tranzistori puternici, care reglează parametrii de ieșire.

Scheme de conectare

Microcircuitul tl 431 este o diodă zener de tip integrat. Are trei scheme de comutare:

• la 2,48 V (1);
• la 3,3 V (2);
• la 14 V.

Opțiunea 1: circuit de 2,48 V.

Circuitul de comutare cu diode zener de 2,48 volți este echipat cu un convertor cu o singură treaptă. Curentul mediu de funcționare într-un astfel de sistem este de 5,3 A. Un circuit format din două rezistențe conectate în paralel (2,4 și 2,26 kOhm) este montat pe pinul de referință (circuit de tensiune de referință). Aceste rezistențe sunt alimentate preliminar cu o tensiune de 5 V, care după trecerea prin circuit se transformă în 2,48.

Pentru a crește sensibilitatea diodei zener se folosesc diverși modulatori, în principal de tip dipol cu ​​o capacitate mai mică de 3 pF (picofarads). Diodele Zener sunt conectate la catod.

Opțiunea 2: circuit de conectare 3,3 V.

Circuitul de 3,3 V folosește, de asemenea, un convertor cu o singură etapă și un rezistor de 1K conectat la catod. O sursă de alimentare externă de 3 V este plasată în fața rezistenței Un condensator cu o capacitate de 10 nF conectat la masă este conectat la pin (ref). Într-un astfel de circuit, anodul este plasat direct pe sol, iar catodul și circuitele de intrare sunt conectate prin două puncte comune.

Problema cu această schemă de conectare este probabilitatea mare a unui scurtcircuit (scurtcircuit). Pentru a reduce riscul unui scurtcircuit, după diodele zener este instalată o siguranță.

Pentru a amplifica semnalul, la ieșire sunt conectate filtre speciale. Într-un astfel de circuit de conectare, tensiunea și curentul medii sunt de 5 V / 3,5 A, iar precizia de stabilizare este mai mică de 3%. Dioda zener este conectată printr-un adaptor vectorial, deci trebuie să selectați un tranzistor de tip rezonant. Capacitatea medie a modulatorului ar trebui să fie de 4,2 pF. Declanșatoarele pot fi utilizate pentru a crește conducția curentului.

Dispozitive independente bazate pe cip

Acest cip este utilizat în sursele de alimentare pentru televizoare și computere. Cu toate acestea, pe baza sa, este posibil să se creeze circuite electrice independente, dintre care unele sunt:

• stabilizator de curent;
• indicator sonor.

Stabilizator de curent

Un stabilizator de curent este unul dintre cele mai simple circuite care pot fi implementate pe un microcircuit tl 341. Se compune din următoarele elemente:

• alimentare electrică;
• rezistența R 1, conectată printr-un punct comun la linia de alimentare +;
• rezistență șunt R 2 k - linie de alimentare;
• un tranzistor al cărui emițător este conectat la linia - prin rezistorul R 2, colectorul la ieșirea liniei - și baza printr-un punct comun la catodul microcircuitului;
• microcircuit tl 341, al cărui anod este conectat la linia - folosind un curent comun, iar pinul de referință este conectat la circuitul emițător al tranzistorului folosind, de asemenea, un punct comun.

Rolul principal în acest circuit este jucat de rezistența de șunt R2, care, datorită feedback-ului, setează valoarea tensiunii la 2,5 V. Din acest motiv, curentul de ieșire va lua următoarea formă: I = 2,5/R2.

Indicator sonor

Indicatorul de sunet bazat pe tl 341 este schema simpla, prezentat în Figura 5

Acest indicator sonor poate fi folosit pentru a monitoriza nivelul apei dintr-un recipient. Senzorul este circuit electronicîntr-o carcasă cu doi electrozi de ieșire din oțel inoxidabil, dintre care unul este situat cu 20 mm mai sus decât celălalt.

În momentul în care cablurile senzorului intră în contact cu apa, rezistența scade și tl 341 trece la modul liniar prin rezistențele R 1 și R 2. Aceasta contribuie la apariția autogenerării la frecvența de rezonanță și la formarea unui semnal audio .

Verificarea funcționalității cu un multimetru

Mulți oameni își pun întrebarea cum să verificați tl431 folosind un multimetru. Răspunsul este suficient de simplu pentru a verifica cipul tl341 sau modificarea lui tl431a trebuie să faceți următoarele:

1. Construiți un circuit de testare simplu folosind un cip și o cheie.
2. Închideți circuitul comutatorului și faceți măsurători. Multimetrul ar trebui să arate o valoare a tensiunii de referință de 2,5 V.
3. Deschideți circuitul și faceți măsurători. Afișajul contorului ar trebui să arate 5 V.

Producția de circuite integrate a început în 1978 și continuă până în prezent. Microcircuitul face posibilă producerea tipuri diferite alarme și dispozitiv de încărcare pentru uz zilnic. Microcircuitul tl431 este utilizat pe scară largă în aparatele de uz casnic: monitoare, casetofone, tablete. TL431 este un fel de regulator de tensiune programabil.

Schema de conectare și principiul de funcționare

Principiul de funcționare este destul de simplu. Stabilizatorul are o tensiune de referință constantă, iar dacă tensiunea furnizată este mai mică decât această valoare nominală, tranzistorul va fi închis și nu va permite curentului să circule. Acest lucru poate fi văzut clar în diagrama următoare.

Dacă această valoare este depășită, dioda zener reglabilă se va deschide Joncţiunea P-N tranzistor, iar curentul va curge mai departe către diodă, de la plus la minus. Tensiunea de ieșire va fi constantă. În consecință, dacă curentul scade sub tensiunea de referință, amplificatorul operațional controlat se va opri.

Pinout și parametrii tehnici

Amplificatorul operațional este disponibil în diferite pachete. Inițial a fost o carenă TO-92, dar în timp a fost înlocuită cu o versiune mai nouă, SOT-23. Mai jos este pinout-ul și tipurile de carcase, începând cu cea mai „veche” și terminând cu versiunea actualizată.

În figură puteți vedea că pinout-ul tl431 variază în funcție de tipul de carcasă. tl431 are analogi domestici KR142EN19A, KR142EN19A. Există, de asemenea, analogi străini ai tl431: KA431AZ, KIA431, LM431BCM, AS431, 3s1265r, care nu sunt în niciun fel inferioare versiunii interne.

Caracteristicile lui TL431

Acest amplificator operațional funcționează de la 2,5 V la 36 V. Curentul de funcționare al amplificatorului variază de la 1A la 100 mA, dar există unul nuanță importantă: dacă este necesară stabilitatea în funcționarea stabilizatorului, atunci curentul nu trebuie să scadă sub 5 mA la intrare. TL431 are o valoare de referință a tensiunii care este determinat de a șasea literă din marcaj:

• Dacă nu există nicio literă, atunci precizia este de 2%.
• Litera A din marcaj indică - 1% precizie.
• Litera B indică - 0,5% precizie.

O specificație tehnică mai detaliată este prezentată în Fig. 4

În descrierea tl431A, puteți vedea că valoarea curentă este destul de mică și se ridică la 100 mA, iar cantitatea de putere pe care o disipă aceste carcase nu depășește sute de miliwați. Acest lucru nu este suficient. Dacă trebuie să lucrați cu curenți mai serioși, atunci ar fi mai corect să folosiți tranzistori puternici cu parametri îmbunătățiți.

Verificarea stabilizatorului

Apare imediat o întrebare relevantă: cum se verifică tl431 cu un multimetru. După cum arată practica, nu veți putea verifica doar cu un multimetru. Pentru a testa tl431 cu un multimetru, ar trebui să asamblați un circuit. Pentru a face acest lucru veți avea nevoie de: trei rezistențe (una dintre ele este trimmer), un LED sau un bec și o sursă de 5V DC.

Rezistorul R3 trebuie selectat astfel încât să limiteze curentul la 20 mA în circuitul de putere. Valoarea sa nominală este de aproximativ 100 ohmi. Rezistoarele R2 și R3 acționează ca un echilibrator. De îndată ce tensiunea este de 2,5 V la electrodul de control, joncțiunea LED-ului se va deschide și tensiunea va curge prin ea. Acest circuit este bun deoarece LED-ul acționează ca un indicator.

Sursa DC - 5V este fixa, iar microcircuitul tl431 poate fi controlat folosind un rezistor variabil R2. Când microcircuitul nu este alimentat, dioda nu se aprinde. După ce rezistența este schimbată cu ajutorul unui trimmer, LED-ul se aprinde. După aceasta, multimetrul trebuie să fie comutat în modul de măsurare DC și să măsoare tensiunea la terminalul de control, care ar trebui să fie 2,5. Dacă este prezentă tensiune și LED-ul este aprins, atunci elementul poate fi considerat funcțional.

Pe baza amplificatorului de curent operațional tl431, puteți crea un stabilizator simplu. Pentru a crea valoarea U necesară, vor fi necesare trei rezistențe. Este necesar să se calculeze valoarea nominală a tensiunii programate a stabilizatorului. Calculul se poate face folosind formula: Uout=Vref(1 + R1/R2). Conform formulei, U la ieșire depinde de valorile lui R1 și R2. Cu cât rezistența R1 și R2 este mai mare, cu atât tensiunea treptei de ieșire este mai mică. După ce a primit valoarea lui R2, valoarea lui R1 poate fi calculată în felul următor: R1=R2(Uout/Vref – 1). Stabilizatorul reglabil poate fi activat în trei moduri.

Este necesar să se țină cont de o nuanță importantă: rezistența R3 poate fi calculată folosind formula prin care au fost calculate ratingurile lui R2 și R2. Nu trebuie să instalați un electrolit polar sau nepolar în treapta de ieșire pentru a evita interferența la ieșire.

Incarcator telefon mobil

Stabilizatorul poate fi folosit ca un fel de limitator de curent. Această proprietate va fi utilă în dispozitivele pentru încărcarea telefoanelor mobile.

Dacă tensiunea din treapta de ieșire nu atinge 4,2 V, curentul din circuitele de putere este limitat. După atingerea valorii declarate de 4,2 V, stabilizatorul reduce valoarea tensiunii - prin urmare, și valoarea curentului scade. Elementele circuitului VT1 VT2 și R1-R3 sunt responsabile pentru limitarea valorii curentului în circuit. Rezistența R1 ocolește VT1. După ce depășește 0,6 V, elementul VT1 se deschide și limitează treptat alimentarea cu tensiune a tranzistorului bipolar VT2.

Pe baza tranzistorului VT3, valoarea curentului scade brusc. Tranzițiile se închid treptat. Tensiunea scade, ceea ce face ca curentul să scadă. De îndată ce U se apropie de 4,2 V, stabilizatorul tl431 începe să își reducă valoarea în etapele de ieșire ale dispozitivului, iar încărcarea se oprește. Pentru a fabrica dispozitivul, trebuie să utilizați următorul set de elemente:

Necesar acordați o atenție deosebită tranzistorului az431. Pentru a reduce uniform tensiunea în treptele de ieșire, este recomandabil să instalați tranzistorul az431, fișa tehnică a tranzistorului bipolar poate fi văzută în tabel.

Acest tranzistor este cel care reduce fără probleme tensiunea și curentul. Caracteristicile curent-tensiune ale acestui element sunt potrivite pentru rezolvarea sarcinii.

Amplificatorul operațional TL431 este un element multifuncțional și face posibilă proiectarea diverselor dispozitive: încărcătoare pentru telefoane mobile, sisteme de alarma si multe altele. După cum arată practica, un amplificator operațional are caracteristici buneși nu este inferior analogilor străini.

Chip TL431- Aceasta este o diodă zener reglabilă. Folosit ca sursă de tensiune de referință în diferite circuite de alimentare.

Specificații TL431

• tensiune de ieșire: 2,5…36 volți;
• impedanța de ieșire: 0,2 Ohm;
• curent direct: 1…100 mA;
• eroare: 0,5%, 1%, 2%;

TL431 are trei terminale: catod, anod, intrare.

Analogii TL431

Analogii domestici ai TL431 sunt:

• KR142EN19A
• K1156ER5T

Analogii străini includ:

• KA431AZ
• KIA431
• HA17431VP
• IR9431N
• AME431BxxxxBZ
• AS431A1D
• LM431BCM

Scheme de conectare TL431

Microcircuitul cu diode zener TL431 poate fi utilizat nu numai în circuitele de alimentare. Pe baza TL431, puteți proiecta tot felul de dispozitive de semnalizare luminoasă și sonoră. Cu ajutorul unor astfel de modele este posibil să controlați mulți parametri diferiți. Cel mai de bază parametru este controlul tensiunii.

Prin transformarea unui indicator fizic într-un indicator de tensiune folosind diverși senzori, este posibil să se realizeze un dispozitiv care monitorizează, de exemplu, temperatura, umiditatea, nivelul lichidului într-un recipient, gradul de iluminare, presiunea gazului și a lichidului. Vă prezentăm mai jos câteva circuite pentru conectarea diodei zener controlate TL431.

Acest circuit este un stabilizator de curent. Rezistorul R2 acționează ca un șunt, pe care se stabilește o tensiune de 2,5 volți datorită feedback-ului. Ca urmare a acestui fapt, obținem un curent continuu la ieșire egal cu I=2,5/R2.

Indicator de supratensiune

Funcționarea acestui indicator este organizată astfel încât atunci când potențialul la contactul de comandă TL431 (pin 1) este mai mic de 2,5 V, dioda zener TL431 este blocată, trece doar un curent mic, de obicei mai mic de 0,4 mA. . Deoarece această valoare de curent este suficientă pentru ca LED-ul să se aprindă, pentru a evita acest lucru, trebuie doar să conectați o rezistență de 2...3 kOhm în paralel cu LED-ul.

Dacă potențialul furnizat pinului de control depășește 2,5 V, cipul TL431 se va deschide și HL1 va începe să se aprindă. Rezistența R3 creează limitarea dorită a curentului care circulă prin HL1 și dioda zener TL431. Curentul maxim care trece prin dioda zener TL431 este de aproximativ 100 mA. Dar curentul maxim admisibil al LED-ului este de numai 20 mA. Prin urmare, este necesar să adăugați un rezistor de limitare a curentului R3 la circuitul LED. Rezistența sa poate fi calculată folosind formula:

R3 = (Upit. – Uh1 – Uda)/Ih1

unde Upit. - Tensiunea de alimentare; Uh1 – căderea de tensiune pe LED; Uda – tensiune pe TL431 deschis (circa 2 V); Ih1 – curent necesar pentru LED (5...15mA). De asemenea, este necesar să ne amintim că pentru dioda zener TL431 tensiunea maximă admisă este de 36 V.

Mărimea tensiunii Uz la care se declanșează alarma (LED-ul se aprinde) este determinată de divizorul între rezistențele R1 și R2. Parametrii săi pot fi calculați folosind formula:

R2 = 2,5 x Rl/(Uз - 2,5)

Dacă trebuie să setați cu precizie nivelul de răspuns, atunci trebuie să instalați un rezistor de tăiere cu o rezistență mai mare în locul rezistenței R2. După finalizarea reglajului fin, acest trimmer poate fi înlocuit cu unul permanent.

Uneori este necesar să se verifice mai multe valori de tensiune. În acest caz, veți avea nevoie de mai multe dispozitive de semnalizare similare pe TL431 configurate pentru propria lor tensiune.

Verificarea funcționalității TL431

Folosind circuitul de mai sus, puteți verifica TL431 prin înlocuirea R1 și R2 cu un rezistor variabil de 100 kOhm. Dacă prin rotirea cursorului de rezistență variabilă LED-ul se aprinde, atunci TL431 funcționează.

Indicator de joasă tensiune

Diferența dintre acest circuit și cel anterior este că LED-ul este conectat diferit. Această conexiune se numește inversă, deoarece LED-ul se aprinde numai atunci când cipul TL431 este blocat.

Dacă valoarea tensiunii monitorizate depășește nivelul determinat de divizorul Rl și R2, cipul TL431 se deschide și curentul trece prin rezistența R3 și pinii 3-2 ai cipul TL431. În acest moment, există o cădere de tensiune pe microcircuit de aproximativ 2V și în mod clar nu este suficient să aprindeți LED-ul. Pentru a preveni complet arderea LED-ului, 2 diode sunt incluse în plus în circuitul său.

În momentul în care valoarea studiată este mai mică decât pragul determinat de divizorul Rl și R2, microcircuitul TL431 se va închide, iar potențialul la ieșire va fi semnificativ mai mare de 2V, drept urmare LED-ul HL1 se va aprinde sus.

Indicator de schimbare a tensiunii

Dacă trebuie doar să monitorizați schimbările de tensiune, dispozitivul va arăta astfel:

Acest circuit folosește un LED bicolor HL1. Dacă potențialul este sub pragul stabilit de divizorul R1 și R2, atunci LED-ul se aprinde verde, dacă este peste valoarea pragului, atunci LED-ul se aprinde roșu. Dacă LED-ul nu se aprinde deloc, înseamnă că tensiunea controlată este la nivelul pragului specificat (0,05...0,1V).

Lucrul cu senzori TL431

Dacă este necesară monitorizarea modificărilor în orice proces fizic, atunci în acest caz rezistența R2 trebuie schimbată la un senzor caracterizat printr-o modificare a rezistenței datorată influenței externe.

Un exemplu de astfel de modul este dat mai jos. Pentru a rezuma principiul de funcționare, în această diagramă sunt prezentați diverși senzori. De exemplu, dacă îl folosești ca senzor, vei ajunge cu un releu foto care răspunde la gradul de iluminare. Atâta timp cât iluminarea este mare, rezistența fototranzistorului este scăzută.

Ca urmare, tensiunea la contactul de control TL431 este sub nivelul specificat, motiv pentru care LED-ul nu se aprinde. Pe măsură ce iluminarea scade, rezistența fototranzistorului crește. Din acest motiv, potențialul la contactul de control al diodei zener TL431 crește. Când pragul de răspuns (2,5V) este depășit, HL1 se aprinde.

Acest circuit poate fi folosit ca senzor de umiditate a solului. În acest caz, în loc de un fototranzistor, trebuie să conectați doi electrozi inoxidabil, care sunt blocați în pământ la o distanță mică unul de celălalt. După ce pământul se usucă, rezistența dintre electrozi crește și acest lucru face ca cipul TL431 să funcționeze și LED-ul se aprinde.

Dacă utilizați un termistor ca senzor, puteți face un termostat din acest circuit. Nivelul de răspuns al circuitului în toate cazurile este stabilit de rezistența R1.

TL431 în circuit cu indicație sonoră

Pe lângă dispozitivele de iluminare de mai sus, puteți face și un indicator de sunet pe cipul TL431. O diagramă a unui astfel de dispozitiv este prezentată mai jos.

Această alarmă sonoră poate fi utilizată pentru a monitoriza nivelul apei din orice recipient. Senzorul este format din doi electrozi inoxidabil situati la o distanta de 2-3 mm unul de celalalt.

De îndată ce apa atinge senzorul, rezistența acestuia va scădea, iar cipul TL431 va intra în modul de funcționare liniar prin rezistențele R1 și R2. În acest sens, autogenerarea apare la frecvența de rezonanță a emițătorului și se va auzi un semnal sonor.

Calculator pentru TL431

Pentru a ușura calculele, puteți folosi un calculator:

(103,4 Kb, descărcări: 21.594)
(702,6 Kb, descărcări: 14.619)