Tl431 — схема и принцип включения, характеристики, использование
Все люди, которые интересуются электрикой и все, что с ней связано, изучают различные микросхемы, в том числе цоколевку TL431. Что собой представляет tl431 схема включения, какие у нее основные технические характеристики, как ее использовать, каков источник опорного напряжения на tl431? Об этом и другом далее.
Что это такое
Цоколевка TL431 является одной из микросхем, которая массово стала выпускаться с 1978 года. Ее можно было найти в большинстве советской электронике. Делая точное описание, необходимо сказать, что это прецизионный программируемый источник опорного напряжения. Он популярен из-за того, что имеет низкую стоимость, высокую точность и универсальность.
Основные разновидности цоколевки TL431Характеристики
Обладает анодно-катодным напряжением в 36 вольт, анодно-катодным током до 100 микроампер, опорным источником напряжения от 0,5 до 2%. Работает в широком диапазоне напряжений, имеет маленькие токовые импульсные параметры в 100 микроампер.
Обратите внимание! Чтобы получить более мощный параллельный ток, то интегральный стабилитрон должен стать источником опорного напряжения, который бы регулировал функцию в качестве мощного транзистора.
Основные технические характеристики прецизионного программируемого источника опорного напряженияОсобенности эксплуатации
TL431 обладает мощным корпусом, программируемым выходным напряжением, низким эквивалентным температурным и световым коэффициентом, не содержит свинца и имеет низкий выход шума сигнализатора. Проверяется мультиметром.
Принцип работы очень просто понять, смотря на структурную схему. В момент того, когда напряжение на выходе ниже, чем на опоре, то на конце операционный усилитель будет работать с такой же силой. Если же этот показатель будет в норме, то усилителем будет открыт транзистор и по катоду с анодом будет течь заряд.
Компенсационный стабилизатор напряжения
Принцип его работы такой же, как и у обычного стабилитрона. Благодаря разности напряжения у входа и выхода компенсируется мощного вида биполярный транзистор. Однако стабилизированная точность выше благодаря выходу стабилизатора.
Реле времени
Важно понимать, что TL431 многофункциональный. Благодаря показателю в 4 микроампера входного тока, можно сделать реле времени. Когда основной контакт разомкнется, медленно начнет заряжаться транзистор. При получении напряжения в 2,5 вольт, транзистор на выходе будет открыт, и благодаря оптопаровому светодиоду будет протекать электроток. В соответствии с этим будет открыт фототранзистор и замкнута внешняя цепь.
Согласно приведенной ниже схеме, второй резистор осуществляет ограничение тока с помощью оптрона и стабилизатора, третий же предупреждает тот момент, чтобы зажегся светодиод.
Схема работы реле времениСтабилизатор тока
Представленная ниже схема это термостабильный вид токового стабилизатора. Резистор в данном случае это своеобразный шунт, который поддерживает токовое напряжение в размере 2,5 вольт. Так при пренебрегании токовой базы, можно получить ток, имеющий нагрузку Iн=2,5/R2. При формировании значения в Омах, ток будет представлен в Амперах и наоборот.
Зарядное устройство для литиевого аккумулятора
Главным отличием зарядника от блока питания является четкое разграничение токового заряда. Следующая картинка представлена в двух ограничиваемых режимах: тока и напряжения. Пока выходное напряжение менее 4,2 вольт, осуществляется ограничение выходного тока. Как только оно достигнет этого показателя, то начнет электроток понижаться.
Следующая схема предусматривает ограничение электротока внешними транзисторами. R1 осуществляет шунтовую функцию, VT1 осуществляет открытие и закрытие второго транзистора. В этот момент напряжение в третьем падает. Ток падает и вовсе прекращается. Так осуществляется токовая стабилизация.
Обратите внимание! В момент подбора к 4,2 вольтовому уровню, функционировать начинает DA1 и осуществляет ограничение напряжения на выходе зарядника.
Чем можно заменить
Заменить устройство сегодня можно отечественным и зарубежным аналогом. Отлично справляются со своей задачей TL431, TL431A, TL431ACD, TL431ACZ, TL431CLP, TL431CD и другие.
Основной аналог цоколевки TL 431 — TL431CDВ целом, цоколевка TL431 является регулируемым стабилитроном, используемым как источник опорного напряжения в разных блоках питания. С самого начала выпуска ее использовали в компьютерах, ноутбуках и прочей электронике. Принцип ее работы прост: операционный усилитель открывает транзистор и к аноду начинает протекать ток. Имеет свое реле, стабилизатор тока и зарядник. Аналогом оборудования служит TL431CLP, TL431CD и другие.
youtube.com/embed/aiNyHpu88lg?feature=oembed» allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»/>
Микросхема TL431 (стабилитрон TL-431): параметры и характеристики микросхемы
Есть много известных, знаковых, новаторских и одновременно простых конструкций интегральных схем, которые превзошли ожидания своих создателей, стали популярными и даже как-то повлияли на развитие электроники. Одна из них – управляемый стабилитрон tl431. Сделанная в 1978 году микросхема tl431 до сих пор широко применяется во многих профессиональных и любительских проектах.
Внешний вид TL431
Эксплуатационные характеристики tl431
Чтобы составить представление о конструкции tl431, надо изучить datasheet устройства или описание микросхемы на русском языке, которое можно найти в сети.
Часто tl431-ая система представлена в виде компаратора или конкретного транзистора с опорным напряжением 2,5 В и напряжением насыщения около 2 В. Транзистор открывается в момент достижения напряжения между анодной (Anode) и входной (Reference) клеммой 2,5 В, ток начинает протекать от анода к катоду. Если напряжение ниже величины открытия, транзистор запирается. Интерпретация схемы тл в виде такого транзистора облегчает понимание ее работы.
Упрощенное представление tl431
Фактически, это интегральная схема с расширенной внутренней структурой, состоящей из нескольких транзисторов, резисторов и конденсаторов.
В «даташите» представлены различные параметры системы, главными рабочими характеристиками являются:
- Максимальное катодное напряжение – 36 В;
- Источник очень стабилен, имеет температурный дрейф обычно около 3-7 мВ;
- Входной ток (Ref) составляет 1-5 мкА;
- Минимальное значение катодного тока рекомендуется 1 мА, максимальное –100 мА.
Преимущества tl431:
- регулируемое напряжение;
- потребляет мало энергии;
- защищает аккумулятор от глубокой разрядки;
- может использоваться, как регулируемый Z-диод и как управляемый усилитель;
- обладает только тремя контактами;
- низкая стоимость.
Цоколевка микросхемы зависит от фирмы-изготовителя и может различаться. Если радиолюбители выпаивают tl431 из какой-либо платы, то распиновка будет на ней видна.
Цоколёвка tl431 с несколькими разновидностями исполнения представлена на рисунке.
Разновидности распиновки tl431
Схема включения
Для tl431 схема включения зависит от того, для каких целей предназначается устройство. Простейшее его применение – стабилизация напряжения заданной величины.
На вход tl431 подключается делитель напряжения, выполненный с помощью пары резисторов. С учетом технических данных микросхемы можно вычислить требуемые сопротивления.
Допустим, на выходе необходимо получить 5 В. Расчеты ведутся на основании формулы:
Vout = (1 + R1/R2) x Vref.
Полная формула записывается в виде:
Vout = (1 + R1/R2) x Vref + (Iref x R1), но вторую часть уравнения можно игнорировать, так как это очень маленькое значение, хотя все будет зависеть от используемой схемы.
- 5 В = (1 + R1/R2) х 2,5;
- R1/R2 = 1.
Так как соотношение сопротивлений равно 1, должны использоваться два резистора с одинаковым сопротивлением.
Второй пример для выходного напряжения 2,75 В:
- 2,75 В = (1 + R1/R2) х 2,5;
- R1/R2 = 0,1.
Например, если один резистор взят сопротивлением 1 кОм, то другой – должен быть 10 кОм.
Схема стабилизатора напряжения
В результате опорное напряжение сохраняется на уровне 2,5 В, останавливая свой выбор на различных сопротивлениях делителя, можно создать стабилизатор заданного значения напряжения.
Важно! В случае необходимости стабилизировать напряжение 2,5 В делитель не используется, а входной вывод tl431 соединяется с катодом.
Стабилизатор тока
Микросхема tl431 находит применение и как стабилизатор тока. Здесь для расчета сопротивления при желаемом токе применяется формула:
R2 = Vref/Io, где:
- R2 – сопротивление,
- Io – желаемый ток.
Так как напряжение Vref = 2,5 В, то R2 = 2,5/Io. При этом через сопротивление R2 выполняется обратная связь для сохранения уровня входного напряжения Vref.
Стабилизатор тока
Схемы с датчиками
Во многих схемах необходимо контролировать параметры при помощи различных датчиков (фоторезисторов, терморезисторов). Общая схема получается похожей, как для делителя, за исключением замены одного из сопротивлений. На его месте устанавливается, например, терморезистор, а катод tl431 подключается к катушке реле. Значение температуры устанавливается при помощи потенциометра. Когда температура превышает предел срабатывания, соотношение сопротивлений изменяется, напряжение на контакте управления tl431 превышает уровень открывания, ток пропускается на катушку реле, имеющую замыкающие контакты в цепи нагрузки.
Схема с термодатчиком
Зарядное устройство
Для зарядных устройств важно ограничивать параметры тока и напряжения заряда во избежание повреждения аккумуляторов. Такая схема легко может быть реализована с применением интегральной микросхемы tl431 и других элементов:
- Если выходное напряжение не достигло показателя 4,2 В, регулирование зарядного тока осуществляется посредством транзисторов и резисторов;
- По достижении значения 4,2 В выходное напряжение ЗУ контролируется tl431, не позволяя ему повышаться дальше.
Проверка микросхемы
Радиолюбители задаются вопросом, как проверить tl431 мультиметром? Простая прозвонка микросхемы невозможна, ведь она содержит много элементов. Но есть способ, как проверить работоспособность устройства, собрав специальную схему из резисторов, кнопки и самой ТЛ-схемы. Подключение мультиметра на выход схемы теперь поможет определить исправность tl431.
Схема проверки tl431
Если нажать на кнопку, тестер покажет выходное напряжение 2,5 В, при отпущенной кнопке – 5 В.
При создании устройства предполагалось, что все микросхемы данного типа от разных производителей будут иметь цифровые символы 431, а буквенные могут отличаться, например, az431, другой аналог – KIA431. Затем стали менять и цифры. Для tl431 аналог отечественный тоже существует. Это – КР142ЕН19.
Видео
Оцените статью:tl431, tl432 — Регулируемые источники опорного напряжения — DataSheet
Свойства
- Регулируемое выходное напряжение: от 2.5 В до 36 В
- Нагрузочный ток: от 1 мА до 100 мА
- Полное выходное сопротивление: 0.22 Ом
- Отклонение точности установленного выходного напряжения 1% или 2 %
- Температурный диапазон: от — 40 °C до +125 °C
- Источники питания
- Промышленность
- Автомобили
Купить TL431
Описание
TL431 и TL432 — регулируемые стабилитроны с гарантированной стабильностью в рабочем диапазоне температур. Температурный диапазон расширен для автомобильной версии (от — 40 °C до +125 °C). Выходное напряжение может быть установлено в диапазоне от 2.5 В до 36 В с помощью двух внешних резисторов. TL431 и TL432 могут работать в широком диапазоне токов от 1 мА до 100 мА c полным динамическим сопротивлением 0.22 Ом. Отечественным налогом является микросхема 142ЕН19.
1 Схематическое представление
Расположение выводов для корпуса TO-92 (вид сверху)Рис. 2 Расположение выводов для корпуса SO8 (вид сверху)
Рис. 3 Расположение выводов для корпусов SOT23-5 и SOT23-3 (вид сверху) Рис. 4 Расположение выводов для корпуса SOT323-6 (вид сверху)
Рис. 5 Блок-схема TL431 и TL432
2 Абсолютные максимальные значения и условия эксплуатации
Обозначение | Параметр | Значение | Ед. изм. |
VKA | Напряжение между катодом и анодом | 37 | В |
Ik | Диапазон катодного тока | от -100 до +150 | мА |
Rthja | Тепловое сопротивление между кристаллом и окружающей средой | ||
TO-92 | 200 | °C/Вт | |
SO-8 | 85 | ||
SOT23-3L | 248 | °C/Вт | |
SOT23-5L | 157 | °C/Вт | |
SOT323-6L | 221 | °C/Вт | |
Rthjс | Тепловое сопротивление между кристаллом и корпусом | ||
SO-8 | 30 | °C/Вт | |
SOT23-3L | 136 | °C/Вт | |
SOT23-5L | 67 | °C/Вт | |
SOT323-6L | 110 | °C/Вт | |
Tstg | Температура хранения | от -65 до +150 | °C |
TJ | Температура p-n перехода | 150 | °C |
ESD | TL431IY, TL431AIY-T: HBM (модель человеческого тела) | 3000 | В |
TL431-TL432: HBM (модель человеческого тела) | 2000 | ||
MM: модель машины | 200 | ||
CDM: Модель заряженного устройства | 1500 |
- Короткое замыкание может привести к перегреву. Все значения являются типовыми.
- Модель человеческого тела представляет собой конденсатор 100 пФ, заряженный до указанного напряжения, который разряжается между двумя выводами устройства, через резистор 1,5 кОм. Это проделывается для всех комбинаций пар связанных выводов.
- Модель машины: конденсатор 200 пФ , заряженный до указанного напряжения, который разряжается между двумя выводами устройства без внешнего резистора (внутреннее сопротивление < 5 Ом). Это проделывается для всех комбинаций пар связанных выводов.
- Модель заряженного устройства: все выводы и корпус заряжаются вместе до указанного значения напряжения, а затем разряжаются непосредственно на землю только через один вывод.
Обозначение | Параметр | Значение | Ед. изм. |
VKA | Напряжение между катодом и анодом | от Vref до 36 | В |
Ik | Катодный ток | от 1 до 100 | мА |
Toper | Диапазон рабочих температур на открытом воздухе | ||
TL431C/AC | от 0 до +70 | °C | |
TL431I/AI — TL432I/AI | от -40 до +105 | ||
TL431IY/AIY | от -40 до +125 |
3 Электрические характеристики
Обозначение | Параметр | TL431C | TL431AC | Ед. изм. | ||||
Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | |||
Vref | Входное опорное напряжение | В | ||||||
VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tamb = 25° C | 2.44 | 2.495 | 2.55 | 2.47 | 2.495 | 2.52 | ||
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax | 2.423 | 2.567 | 2.453 | 2.537 | ||||
ΔVref | Отклонение входного опорного напряжения в зависимости от температуры | мВ | ||||||
VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax | 3 | 17 | 3 | 15 | ||||
Vref/Vka | Отношение изменения входного опорного напряжения к изменению напряжения между анодом и катодом (1) | |||||||
Ik = 10 мА , ΔVKA = от 10 В до Vref | -2. 7 | -1.4 | -2.7 | -1.4 | мВ/В | |||
ΔVKA = от 36 В до 10 В | -2 | -1 | -2 | -1 | ||||
Iref | Входной опорный ток Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞ | мкА | ||||||
Tamb = 25° C | 1.8 | 4 | 1.8 | 4 | ||||
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax | 5.2 | 5.2 | ||||||
ΔIref | Отклонение входного опорного тока в зависимости от температуры | мкА | ||||||
Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞ | ||||||||
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax | 0.4 | 1.2 | 0.4 | 1. 2 | ||||
Imin | Минимальный катодный ток для управления VKA = Vref | 0.5 | 1 | 0.5 | 0.6 | мА | ||
Ioff | Катодный ток в закрытом состоянии | 2.6 | 1000 | 2.6 | 1000 | нА | ||
|ZKA| | Полное динамическое сопротивление (2) VKA = Vref, ΔIk = от 1 до 100 мА f ≤ 1 кГц | 0.22 | 0.5 | 0.22 | 0.5 | Ом |
- См. пункт 3.1
- Полное динамическое сопротивление рассчитывается по формуле: |ZKA| =ΔVKA/ΔIk
Обозначение | Параметр | TL431I/TL432I | TL431AI/TL432AI | Ед. изм. | ||||
Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | |||
Vref | Входное опорное напряжение | В | ||||||
VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tamb = 25° C | 2.44 | 2.495 | 2.55 | 2.47 | 2.495 | 2.52 | ||
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax | 2.41 | 2.58 | 2.44 | 2.55 | ||||
ΔVref | Отклонение входного опорного напряжения в зависимости от температуры (1) | мВ | ||||||
VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax | 7 | 30 | 7 | 30 | ||||
Vref/Vka | Отношение изменения входного опорного напряжения к изменению напряжения между анодом и катодом | |||||||
Ik = 10 мА , ΔVKA = от 10 В до Vref | -2. 7 | -1.4 | -2.7 | -1.4 | мВ/В | |||
ΔVKA = от 36 В до 10 В | -2 | -1 | -2 | -1 | ||||
Iref | Входной опорный ток Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞ | мкА | ||||||
Tamb = 25° C | 1.8 | 4 | 1.8 | 4 | ||||
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax | 6.5 | 6.5 | ||||||
ΔIref | Отклонение входного опорного тока в зависимости от температуры | мкА | ||||||
Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞ | ||||||||
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax | 0.8 | 2.5 | 0.8 | 1. 2 | ||||
Imin | Минимальный катодный ток для управления VKA = Vref | 0.5 | 1 | 0.5 | 0.7 | мА | ||
Ioff | Катодный ток в закрытом состоянии | 2.6 | 1000 | 2.6 | 1000 | нА | ||
|ZKA| | Полное динамическое сопротивление (2) VKA = Vref, ΔIk = от 1 до 100 мА f ≤ 1 кГц | 0.22 | 0.5 | 0.22 | 0.5 | Ом |
- См. пункт 3.1
- Полное динамическое сопротивление рассчитывается по формуле: |ZKA| =ΔVKA/ΔIk
Обозначение | Параметр | TL431IY | TL431AIY | Ед. изм. | ||||
Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | |||
Vref | Входное опорное напряжение | В | ||||||
VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tamb = 25° C | 2.44 | 2.495 | 2.55 | 2.47 | 2.495 | 2.52 | ||
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax | 2.41 | 2.58 | 2.44 | 2.55 | ||||
ΔVref | Отклонение входного опорного напряжения в зависимости от температуры (1) | мВ | ||||||
VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax | 7 | 30 | 7 | 30 | ||||
Vref/Vka | Отношение изменения входного опорного напряжения к изменению напряжения между анодом и катодом | |||||||
Ik = 10 мА , ΔVKA = от 10 В до Vref | -2. 7 | -1.4 | -2.7 | -1.4 | мВ/В | |||
ΔVKA = от 36 В до 10 В | -2 | -1 | -2 | -1 | ||||
Iref | Входной опорный ток Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞ | мкА | ||||||
Tamb = 25° C | 1.8 | 4 | 1.8 | 4 | ||||
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax | 6.5 | 6.5 | ||||||
ΔIref | Отклонение входного опорного тока в зависимости от температуры | мкА | ||||||
Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞ | ||||||||
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax | 0.8 | 2.5 | 0.8 | 1. 2 | ||||
Imin | Минимальный катодный ток для управления VKA = Vref | 0.5 | 1 | 0.5 | 0.6 | мА | ||
Ioff | Катодный ток в закрытом состоянии | 2.6 | 1000 | 2.6 | 1000 | нА | ||
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax | 3000 | 3000 | ||||||
|ZKA| | Полное динамическое сопротивление (2) VKA = Vref, ΔIk = от 1 до 100 мА f ≤ 1 кГц | 0.22 | 0.5 | 0.22 | 0.5 | Ом |
- См. пункт 3.1
- Полное динамическое сопротивление рассчитывается по формуле: |ZKA| =ΔVKA/ΔIk
3.1 Отклонение входного опорного напряжения в диапазоне температур
ΔVref определяется как разница между максимальным и минимальным значениями, полученными на всем диапазоне температур.
Рис. 6 Отклонение входного опорного напряжения на всем диапазоне температурРис. 7 Тестовая цепь для VKA = Vref
Рис. 8 Тестовая цепь для режима управления
Рис. 9 Тестовая цепь для Ioff
Рис. 10 Цепь для проверки запаса по фазе и усиления по напряжению
Рис. 11 Цепь для проверки времени срабатывания
Рис. 12 Зависимость опорного напряжения от температуры | Рис. 13 Зависимость опорного напряжения от катодного тока |
Рис. 14 Зависимость опорного напряжения от катодного тока в приближенном масштабе | Рис. 15 Опорный ток от температуры |
Рис. 16 Катодный ток в закрытом состоянии от температуры | Рис. 17 Зависимость отношения изменения Vref к VKA от температуры |
Рис. 18 Статическое полное сопротивление от температуры | Рис. 19 Минимальный рабочий ток от температуры |
Рис. 20 Усиление и фаза от температуры | Рис. 21 Стабильность при разных емкостях нагрузки |
Рис. 22 Максимальная рассеиваемая мощность | Рис. 23 Импульсная характеристика для Ik = 1 мА |
Рис. 24 Схема включения для компаратора с опорным напряжением
Параметры | Значения |
---|---|
Диапазон входного напряжения | от 0 В до 5 В |
Входное сопротивление | 10 кОм |
Напряжение питания | 24 В |
Катодный (Ik) | 5 mA |
Уровень выходного напряжения | ~2 В – VSUP |
Логический вход VIH/VIL | VL |
Параметры | Значения |
---|---|
Отклонение опорного напряжения | 1. 0 % |
Напряжение питания | 24 В |
Катодный ток (Ik) | 5 мА |
Уровень выходного напряжения | 2.5 В — 36 В |
Нагрузочная емкость | 100 нФ |
Резисторы обратной связи (R1 & R2) | 10 kΩ |
Рис. 26 Схема мощного стабилизатора напряжения
- Сопротивление R должно обеспечивать ток ≥1 mA для TL431 при минимуме V(BATT).
Рис. 27 Схема управления трехвыводного стабилизатора с фиксированным выходом
Рис. 28 Схема мощного параллельного стабилизатора
Рис. 29 Схема с зашитой от перенапряжений
Рис. 30 Высокоточный стабилизатор 5 В, 1.5 А на LM317
Рис. 31 Эффективный, высокоточный стабилизатор на 5 В
- Резистор Rb должен обеспечивать катодный ток для TL431 ≥1 мА.
Рис. 33 Схема устройства контроля напряжения
- R3 и R4 следует подобрать такими, чтобы обеспечить желаемую яркость свечения светодиодов и катодный ток ≥1 мА при напряжении VI(BATT)
Рис. 34 Реле времени
Рис. 35 Высокоточный ограничитель тока
Рис. 36 Прецизионный источник постоянного тока
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Реверс-инжиниринг TL431, крайне распространенной микросхемы, о которой вы и не слышали
Кен, как и планировал, провёл реверс-инжиниринг микросхемы по фотографиям, сделанным BarsMonster. Барс в статье упомянул своё общение с Кеном, но этой переводимой статьи тогда еще не было.Фото кристалла интересной, но малоизвестной, микросхемы TL431, используемой в блоках питания, даёт возможность разобраться в том, как аналоговые схемы реализуются в кремнии. Несмотря на то, что схема на фото выглядит как какой-то лабиринт, сама микросхема относительно проста, и может быть исследована без большого труда. В своей статье я попытаюсь объяснить каким образом транзисторы, резисторы и другие радиодетали запакованы в кремний для выполнения своих функций.
Фото кристалла TL431. Оригинал Zeptobars.
TL431 является «программируемым прецизионным источником опорного напряжения» [1] и обычно используется в импульсных источниках питания для реализации обратной связи в случае, когда выходное напряжение слишком велико или, наоборот, мало. Используя участок цепи, называемый бандгапом (источник опорного напряжения, величина которого определяется шириной запрещённой зоны), TL431 предоставляет стабильный источник опорного напряжения в широком температурном диапазоне. На блок-схеме TL431 видны 2.5-вольтовый источник опорного сигнала и компаратор, но, глядя на фото кристалла, можно заметить, что внутреннее устройство микросхемы отличается от чертежа.
Блок-схема TL431, взятая из даташита.
У TL431 длинная история: он был выпущен еще в 1978 [2] году и с тех пор побывал во множестве устройств. Он помогал стабилизировать напряжение в блоке питания для Apple II, а сейчас используется в большинстве ATX блоков питания [3] и даже в зарядных устройствах для iPhone и прочих девайсов. И MagSafe-коннекторы, и адаптеры для ноутбуков, и микрокомпьютеры, LED драйверы, блоки питания для аудиотехники, видеоприставки, телевизоры [4]. Во всей этой электронике присутствует TL431.
Фотографии ниже показывают TL431 внутри шести различных БП. TL431 выпускается самых разных форм и размеров. Два наиболее популярных форм-фактора показаны ниже. [5] Возможно, причина того, что TL431 не привлекает особого внимания, заключается в том, что он больше похож на обычный транзистор чем на микросхему.
Шесть примеров схем БП, использующих TL431. Верхний ряд: дешёвый 5-вольтовый БП, дешёвое ЗУ для телефона, ЗУ для Apple iPhone (на фото можно еще заметить GB9-вариацию). Нижний ряд: MagSafe адаптер, ЗУ KMS USB, Dell ATX БП (на переднем плане — оптопары)
Как же радиоэлектронные компоненты выглядят в кремнии?
TL431 очень простая микросхема, и вполне возможно понять её логику на кремниевом уровне пристальным изучением фото. Я покажу, каким же образом транзисторы, резисторы, перемычки и конденсаторы реализованы. А затем уже проведу полный реверс-инжиниринг данной микросхемы.
Реализация транзисторов различных типов
Микросхема использует как n-p-n, так и p-n-p биполярные транзисторы (в отличие от микросхем навроде 6502, в которых использовались MOSFET). Если вы изучали электронику в школе или в университете, вы возможно видели схему n-p-n транзистора (вроде той, что ниже), на которой показаны коллектор (обозначен как C), база (B) и эмиттер (E). Транзистор изображен в виде своеобразного бутерброда с P-слоем между двумя N-слоями, такое расположение слоёв характеризует транзистор как n-p-n. Однако, выясняется, что в микросхеме нет совершенно ничего схожего с этой схемой. Даже база находится не в центре!
Символьное обозначение и структура n-p-n транзистора.
На фотографии ниже можно рассмотреть один из транзисторов TL431. Цветовые различия в розовых и фиолетовых регионах вызваны разным легированием кремния, для формирования N и P областей. Светло-желтые области — металлический слой микросхемы, располагающийся поверх кремниевого. Такие области нужны для обеспечения возможности подключения проводников к коллектору, эмиттеру и базе.
В нижней части фотографии нарисовано поперечное сечение, примерно изображающее как конструируется транзистор. [6] Можно заметить, что на нём куда больше деталей, чем в n-p-n бутерброде из книг, Однако, если внимательно присмотреться, то в поперечном сечении под эмиттером (E) можно найти то самое n-p-n, которое формирует транзистор. Проводник эмиттера соединяется с N+ кремнием. Под ним располагается P-слой, подключенный к контакту базы. Еще ниже — слой N+, соединенный с коллектором (не напрямую). [7] Транзистор заключен в P+ кольцо для изоляции от соседних компонентов. Так как большинство транзисторов в TL431 принадлежат к n-p-n типу, то, после того как разобрались в первый раз, их очень просто находить на фотографии и определять нужные контакты.
n-p-n транзистор из фотографии кристалла TL431, и его структура в кремнии.
Выходной n-p-n транзистор намного больше остальных, так как ему необходимо выдерживать полную нагрузку по току. Большинство транзисторов работает с микроамперами, а этот выходной транзистор поддерживает ток до 100 миллиампер. Для работы с такими токами он и сделан более крупным (занимает 6% всего кристалла), и имеет широкие металлические коннекторы на эмиттере и коллекторе.
Топология выходного транзистора сильно отличается от других n-p-n транзисторов. Он создаётся, так сказать, боком, планарная структура вместо глубинной, и база располагается между эмиттером и коллектором. Металл слева подсоединён к десяти эмиттерам (синеватый кремний N-типа), каждый из которых окружен розовым P-слоем, который является базой (средний проводник). Коллектор (правая часть) имеет только один большой контакт. Проводники эмиттера и базы образуют вложенную «гребёнку». Обратите внимание, что металл коллектора становится шире сверху вниз для того, чтобы поддерживать большие токи на нижней части транзистора.
Транзисторы p-n-p типа имеют совершенно другое строение. Они состоят из округлого эмиттера (P), окруженного кольцом базы (N), которую, в свою очередь, обступает коллектор (P). Таким образом, получается горизонтальный бутерброд, вместо обычной вертикальной структуры n-p-n транзисторов. [8]
Схема снизу показывает один из таких p-n-p транзисторов, а поперечное сечение изображает кремниевую структуру. Стоит отметить то, что хотя металлический контакт для базы находится в углу транзистора, он электрически соединен через N и N+ области с активным кольцом, пролегающим между коллектором и эмиттером.
Структура p-n-p транзистора.
Реализация резисторов в микросхеме
Резисторы являются ключевым компонентом почти в любой аналоговой схеме. Они реализованы как длинная полоса легированного кремния. (Похоже, что в этой микросхеме использовался кремний P-типа). Различные сопротивления достигаются использованием различной площади материала — сопротивление пропорционально площади.
Снизу заметно три резистора — их формируют три длинных горизонтальных полоски кремния. Желтоватые металлические проводники проходят через них. Места соединения металлического слоя и резистора выглядят как квадраты. Расположение этих контактов и задаёт длину резистора и, соответственно, его сопротивление. К примеру, сопротивление нижнего резистора немного больше остальных потому, что контакты расположены на большем расстоянии. Верхние два резистора объединены в пару металлическим слоем сверху слева.
Резисторы.
Резисторы в микросхемах имеют очень плохой допуск — сопротивление может различаться на 20% между микросхемами из-за вариаций в производственном процессе. Очевидно, что это серьезная проблема для таких точных микросхем, как TL431. Поэтому TL431 спроектирован таким образом, что важной характеристикой является не конкретное сопротивление, а отношение сопротивлений. Конкретные значения сопротивлений не сильно важны, если сопротивления меняются в одной пропорции. Вторым методом уменьшения зависимости от эффекта изменчивости является сама топология микросхемы. Резисторы располагаются на параллельных дорожках одинаковой ширины для снижения эффекта от любой асимметрии в сопротивлении кремния. Кроме того, они размещены рядом друг с другом для минимизации отклонений в свойствах кремния между разными частями микросхемы. Помимо всего этого, в следующей главе я расскажу о том, как перед корпусированием кристалла можно настроить сопротивления для регулирования производительности микросхемы.
Кремниевые перемычки для настройки сопротивлений
Вот чего я не ожидал в TL431, так это перемычек для подстройки сопротивлений. Во время производства микросхем эти перемычки могут быть удалены для того, чтобы отрегулировать сопротивления и повысить точность микросхемы. На некоторых более дорогих микросхемах есть сопротивления, которые могут быть удалены лазером, просто выжигающим часть резистора перед корпусированием. Точность настройки таким методом куда выше чем у перемычек.
Цепь с перемычкой показана на фото снизу. Она содержит параллельных два резистора (на фото они выглядят как один элемент) и перемычку. В обычном состоянии, эта перемычка шунтирует резисторы. При изготовлении микросхемы, её характеристики могут быть замерены, и если требуется большее сопротивление, то два щупа подсоединяются к площадкам и подаётся высокий ток. Этот процесс сжигает перемычку, добавляя немного сопротивления цепи. Таким образом, сопротивление всей схемы может быть немного подкорректировано для улучшения характеристик микросхемы.
Перемычка для настройки сопротивления
Конденсаторы
TL431 содержит всего два внутренних конденсатора, но они выполнены в двух совершенно разных манерах.
Первый конденсатор (под текстом «TLR431A») сформирован обратносмещенным диодом (красноватые и фиолетовые полосы). У инверсного слоя в диоде есть ёмкостное сопротивление, которое может быть использовано для формирования конденсатора (подробнее). Главное ограничение такого типа конденсаторов в том, что ёмкостное сопротивление разнится в зависимости от напряжения, потому что меняется ширина инверсного слоя.
Конденсатор, образованный p-n переходом. Вендорная строка написана с помощью металла, нанесенного поверх кремния.
Второй конденсатор сконструирован совершенно другим методом, и больше похож на обычный конденсатор с двумя пластинами. Даже не на что поглядеть — он состоит из большой металлической пластины с подложкой из N+ кремния в качестве второй пластины. Для того чтобы уместиться рядом с другими частями цепи, он имеет неправильную форму. Данный конденсатор занимает около 14% площади кристалла, иллюстрируя то, что конденсаторы в микросхемах очень неэффективно используют пространство. В даташите упоминается, что оба конденсатора по 20 пикоФарад, но я не знаю насколько этому можно верить.
Конденсатор.
Реверс-инжиниринг TL431
Промаркированный кристалл TL431.
На схеме сверху выделены и поименованы элементы на кристалле, и затем перенесены на чертеж снизу. После всех разъяснений ранее, я думаю, структура любого элемента должна быть ясна. Три пина микросхемы подсоединены к площадкам «ref», «anode» и «cathode». Микросхема имеет один уровень металлизации (светло-желтый) для соединения компонентов. На чертеже сопротивление задаётся относительно неизвестного R. Наверное, 100 Ом вполне подходит, но я не знаю точного значения. Самым большим сюрпризом было то, что характеристики элементов сильно отличились от тех, что были опубликованы ранее в других схемах. Данные характеристики фундаментально сказываются на том, как в целом работает стабилитрон с напряжением запрещённой зоны. [9]
Чертеж TL431
Как работает микросхема?
Работа TL431 извне выглядит довольно незатейливо — если на контакт «ref» подаётся напряжение выше 2.5 вольт, то выходной транзистор проводит ток между катодом и анодом. В блоке питания это увеличивает ток, идущий к управляющей микросхеме (косвенно), и влечёт за собой уменьшение мощности БП, после чего происходит спад напряжения до нормального уровня. Таким образом, БП используют TL431 для того, чтобы стабильно держать необходимое выходное напряжение.
Наиболее интересная часть микросхемы это источник опорного напряжения, равного ширине запрещённой зоны. [10]. Ключевые элементы видны на фото кристалла: область эмиттера транзистора Q5 в 8 раз больше чем у Q4, поэтому два транзистора по-разному реагируют на температуру. Выходные сигналы с транзисторов объединяются через резисторы R2, R3, R4 в нужной пропорции для компенсации температурных эффектов, и формируют стабильный опорный сигнал. [11] [12]
Напряжения из стабилизированного по температуре бандгапа посылаются в компаратор, входом которого являются Q6 и Q1, а Q8 и Q9 управляют им. Наконец, выход компаратара проходит через Q10 для управления выходным транзистором Q11.
«Открываем» микросхему низко-технологичным методом
Получение фотографии кристалла микросхемы обычно требует её растворения в опасных кислотах, и фотографирование самого кристалла с помощью дорогого металлографического микроскопа. (Zeptobars описывал этот процесс здесь). Мне было интересно что получится, если я просто разломаю TL431 зажимными щипцами и взгляну на него в дешёвый микроскоп. В процессе я переломил кристалл пополам, но всё равно получил интересные результаты. На изображении виден большой медный анод внутри корпуса, который еще работает и как радиатор. Рядом с ним кристалл (по крайней мере, большая его часть), который был установлен на аноде внутри белого круга. Заметили, насколько сам кристалл меньше своего корпуса?
Корпус TL431, внутренний анод и большая часть от кристалла.
Используя простой микроскоп, я получил фото снизу. Несмотря на то, что, очевидно, я не получил такого же качественного снимка как у Zeptobars, структура микросхемы видна значительно лучше чем я ожидал. Данный эксперимент показывает, что вы можете проводить снятие корпуса микросхем и фотографирование кристалла даже не касаясь разных опасных кислот. Сравнивая свой снимок дешевого TL431, заказанного на eBay, с TL431, сфотографированного Zeptobars, вижу их идентичность. Так как его микросхема не совпадает с опубликованными чертежами, то я гадаю, не прекратили ли они в определенный момент производство того странного варианта микросхемы. Но думаю, что это предположение неверно.
Кусок кристалла, сфотографированный через микроскоп.
Заключение
На самом ли деле TL431 наиболее распространенная микросхема о которой не слышали люди? Нет надежного способа проверить, но я думаю что это хороший кандидат. Похоже, никто не публиковал данные, в которых другая микросхема была бы произведена в больших количествах. Некоторые источники утверждают что таймер 555 является наиболее распространенной микросхемой с миллиардными тиражами каждый год (не очень мне верится в такое большое число). Но TL431 точно располагается достаточно высоко в списке по распространенности. Вы, скорее всего, имеете TL431 в каком-то устройстве на расстоянии вытянутой руки прямо сейчас (ЗУ для телефона, адаптер питания для ноутбука, блок питания PC или монитора). Разница между 555 или 741 и TL431 в том, что эти микросхемы настолько широко известны, что уже стали чуть ли не частью поп-культуры — книги, майки и даже кружки. Но если вы не работаете с блоками питания, достаточно высоки шансы, что вы никогда и не слышали о TL431. Таким образом, я отдаю свой голос TL431 в такой странной номинации. Если у вас есть какие-то другие варианты микросхем, которые незаслуженно обошли вниманием, оставляйте комментарии.
Признательности
Снимки кристалла сделаны Zeptobars (за исключением моего). Чертёж и анализ основываются на работе Cristophe Basso [12] Кроме того, я значительно улучшил свой анализ с помощью дискуссий с Михаилом из Zeptobars и Visual 6502 group, в частности B. Engl.
Заметки и ссылки
1. Из-за того, что у TL431 не самая обычная функция, стандартного названия для элемента такого рода не существует. Разные даташиты дают такие имена: «регулируемый шунтирующий стабилизатор», «программируемый прецизионный источник опорного напряжения», «программируемый шунтирующий источник опорного напряжения», «программируемый стабилитрон». ↑
2. Я раскопал истоки возникновения TL431 в Voltage Regulator Handbook, опубликованным Texas Instruments в 1977 году. Предшественником этой микросхемы был TL430, выпущенный как регулируемый шунтирующий стабилизатор в 1976. TL431 был создан в том же 1976 как обновление для TL430 с улучшенной точностью и стабильностью, и поэтому был назван как регулируемый прецизионный шунтирующий стабилизатор. В 1977 его анонсировали как один из будущих продуктов TI, а выпустили в продажу уже в 1978. Другим анонсом являлся TL432, который должен был бы называться «Компоновочный блок из таймера/стабилизатора/компаратора» и состоять из источника опорного напряжения, компаратора и транзисторного усилителя, согласно предварительному даташиту. Но на момент выпуска TL432, план по предоставлению «компоновочных блоков» был забыт. TL432 превратился в аналог TL431 с другими расположением контактов для более удобной разводки плат (даташит). ↑
3. Современные ATX блоки питания (пример раз, пример два) зачастую содержат по три TL431. Один для обратной связи при резервном питании, второй для обратной связи в основной схеме питания, а третий берётся в качестве линейного регулятора для 3.3В выходного напряжения. ↑
4. Интересно взглянуть на импульсные БП, которые не используют TL431. Более ранние модели использовали опорный стабилитрон в качестве источника опорного напряжения. Например, такое практиковалось в первых экземплярах блоков питания для Apple II (Astec AA11040), но вскорости в них сделали замену стабилитрона на TL431 — Astec AA11040, ревизия B. В Commodore CBM-II, модель B, применялось необычное решение — TL430 вместо TL431. Оригинальный блок питания для IBM PC использовал опорный стабилитрон (вместе с кучей операционных усилителей). Позднее БП для PC часто использовали ШИМ-контроллер TL494, который уже содержал источник опорного напряжения для вторичной цепи. Другие БП могли содержать SG6105, уже включающий в себя два TL431.
В зарядных устройствах для телефонов обычно применяют TL431. Редко можно встретить дешёвую подделку этого элемента: проще взять опорный стабилитрон вместо него и сэкономить пару центов. Другим исключением могут являться такие зарядные устройства, как для iPad’a. В них реализована стабилизация в первичной цепи и не требуется совсем никакой обратной связи от выходного напряжения. В своей статье про блоки питания я описал это подробнее. ↑
5. TL431 доступен в большем числе вариантов корпуса чем я думал. На двух фотографиях TL431 выполнен в «транзисторном» корпусе с тремя ножками (TO-92). На остальных фотографиях показан SMD-вариант в SOT23-3. TL431 также может быть в 4-контактном, 5-контактном, 6-контактном и 8-контактном SMD-корпусе (SOT-89, SOT23-5, SOT323-6, SO-8 или MSOP-8). Кроме того, его можно встретить в более крупном варианте TO-252 или даже в виде 8-контактного микросхемы (DIP-8). (картинки). ↑
6. Более детальную информацию о том, как устроен в кремнии биполярный транзистор, можно найти много где. Semiconductor Technology даёт неплохой обзор об устройстве n-p-n транзистора. Презентация Basic Integrated Circuit Processing очень детально описывает производство микросхем. Даже схемы с википедии очень интересны. ↑
7. Возможно, вы гадаете, почему это идёт терминологическое разделение на коллектор и эмиттер, если в нашей простой схеме транзистора они абсолютно симметричны? Ведь оба подключаются к N-слою, чему там различаться? Но как можете видеть на фото кристалла, коллектор и эмиттер не только сильно отличаются по размеру, но и легирование проходит по-разному. Если поменять коллектор и эмиттер местами, по у транзистора будет очень слабый коэффициент передачи. ↑
8. p-n-p транзисторы в TL431 имеют круговую структуру, которая их очень сильно отличает от n-p-n. Эта круговая структура проиллюстрирована в книге Designing Analog Chips от Hans Camenzind, автора таймера 555. Если вы хотите узнать больше о том, как работают аналоговые микросхемы, то я рекомендую эту книгу, в которой детально разъясняется этот вопрос с минимумом математики. Бесплатный PDF или бумажная версия.
Кроме того, о структуре p-n-p транзисторов можно почитать в «Principles of Semiconductor». А книга «Analysis and Design of Analog Integrated Circuits» рассказывает о детальных моделях биполярных транзисторов и о том, как они имплементируются в микросхемах. ↑
9. Транзисторы и резисторы на кристалле, который я исследовал, имеют совершенно другие характеристики по сравнению с теми, что публиковались ранее. Эти характеристики фундаментально задают работу стабилитрона с напряжением запрещённой зоны. Конкретно говоря, на предыдущих схемах R2 и R3 были в отношении 1 к 3, а у Q5 зона эмиттера была в два раза больше чем у Q4. Глядя на фото кристалла, я вижу что R2 и R3 имеют одинаковое сопротивление, а Q5 имеет зону эмиттера в 8 раз большую по сравнению с Q4. Исходя из таких отношений между характеристиками, мы получим другое ΔVbe. Для того чтобы компенсировать разницу между фактическими характеристиками и вычисленными, в прошлых схемах R1 и R4 так же были сделаны иными чем на кристалле. Я разъясню этот момент более подробно дальше в статье, но просто отмечу: Vref = 2*Vbe + (2*R1+R2)/R4 * ΔVbe должно быть около 2.5 вольт. Обратите внимание, важно не конкретное сопротивление резисторов, а именно их отношения. Как я писал ранее, это помогает нейтрализовать плохой допуск резисторов в микросхеме. На кристалле Q8 сформирован из двух параллельных транзисторов. Но я не могу понять, что стоит за этим странным решением. Я ожидал, что Q8 и Q9 будут идентичны, чтобы построить сбалансированный компаратор. Моя основная теория заключается в том, что это сделано для настройки опорного напряжения, чтобы оно достигало 2.5В. B. Engl предположил, что это могло помогать устройству лучше работать при низком напряжении. ↑
10. Я не буду здесь углубляться в детали реализации стабилитрона с напряжением запрещённой зоны, разве упомяну что пусть его название и звучит как имя какого-то безумного квантового устройства, но, на самом деле, это просто пара транзисторов. Чтобы разобраться в том, как работает данный стабилитрон, можете поглядеть статью «How to make a bandgap voltage reference in one easy lesson» за авторством Paul Brokaw, изобретателя одноименного стабилитрона опорного напряжения. Кроме того есть еще такая презентация. ↑
11. В известном смысле, цепь бандгапа в TL431 работает в противоположном направлении, по сравнению с обычным бандгапом, который подводит к эмиттеру правильные напряжения, чтобы получить на выходе необходимое значение. TL431 же берёт опорное напряжение в качестве входного, а эмиттеры использует как входные сигналы для компаратора. Другими словами, в противоположность блок-схеме, внутри TL431 входной «ref» сигнал не сравнивается ни с каким стабильным опорным напряжением. Вместо этого, вход «ref» генерирует два сигнала для компаратара, которые совпадают если входное напряжение 2.5 вольта. ↑
12. Существует много статей о TL431, но они все с уклоном в матан и ожидают от читателя каких-либо начальных знаний по теории автоматического управления, графикам Боде, и так далее. «The TL431 in Switch-Mode Power Supplies loops» — классическая статья от Christophe Basso и Petr Kadanka. Она объясняет работу TL431 в цепи компенсации обратной связи в действующих блоках питания. Книжка содержит детальные чертежи и описания внутреннего устройства элемента. Еще есть интересные статьи на powerelectronics.com. В статье «Designing with the TL431» от Ray Ridley, для Switching Power Magazine, содержится подробное объяснение того, как использовать TL431 в цепях обратной связи для БП и так же объясняется работа компенсатора. Можно обратить внимание на презентацию «The TL431 in the Control of Switching Power Supplies» от ON Semiconductor. Конечно же, даташит тоже содержит чертежи внутреннего устройства микросхемы. Странно, но сопротивления на этих чертежах отличаются от тех, что я получил, исследуя фото кристалла. ↑
интегральная схема трёхвыводного регулируемого параллельного стабилизатора напряжения с улучшенной температурной стабильностью. С внешним делителем TL43
1. Устройство и принцип действия
TL431 — трёхвыводной пороговый элемент, построенный на биполярных транзисторах, — своего рода аналог идеального транзистора с порогом переключения ≈2.5 В. «База», «коллектор» и «эмиттер» TL431 традиционно именуются соответственно управляющим входом R, катодом C и анодом A. Положительное управляющее напряжение U ref прикладывается между управляющим входом и анодом, а выходным сигналом служит ток катод-анод I KA.
Функционально, на уровне абстракции, TL431 содержит источник опорного напряжения ≈2.5 В и операционный усилитель, сравнивающий U ref с опорным напряжением на виртуальном внутреннем узле. Физически обе функции плотно, неразрывно интегрированы во входных каскадах TL431. Виртуальный опорный уровень ≈2.5 В не вырабатывается ни в одной точке схемы: действительным источником опорного напряжения служит бандгап Видлара на транзисторах Т3, Т4 и Т5, вырабатывающий напряжение ≈1.2 В и оптимизированный для работы в связке с эмиттерными повторителями Т1 и T6. Дифференциальный усилитель образуют два встречно включённых источника тока на транзисторах T8 и T9: положительная разница между токами коллекторов T8 и T9, ответвляющаяся в базу T10, управляет выходным каскадом. Выходной каскад TL431, непосредственно управляющий током нагрузки, — транзистор Дарлингтона npn-структуры с открытым коллектором, защищённый обратным диодом. Каких-либо средств защиты от перегрева или перегрузки по току не предусмотрено.
Если U ref не превышает порога переключения, то выходной каскад закрыт, а управляющие им каскады потребляют в покое ток типичной величиной 100…200 мкА. С приближением U ref к порогу переключения ток, потребляемый управляющими каскадами, достигает величины порядка 300…500 мкА, при этом выходной каскад остаётся закрытым. После превышения порога выходной каскад плавно открывается, I KA нарастает с крутизной примерно 30 мА/В. Когда U ref превысит порог примерно на 3 мВ, а I KA достигнет примерно 500…600 мкА, крутизна скачкообразно возрастает до примерно 1 А/В. С достижением номинальной крутизны, типичное значение которой составляет 1…1.4 А/В, схема выходит на режим стабилизации, в котором ведёт себя подобно классическому преобразователю дифференциального напряжения в ток. Рост тока прекращается тогда, когда управляющее напряжение стабилизируется действием петли отрицательной обратной связи, включённой между катодом и управляющим входом. Установившееся при этом значение U ref ≈2.5 В и называется опорным U REF. В менее распространённом релейном режиме компаратора петля ООС отсутствует, а рост тока ограничен лишь характеристиками источника питания и нагрузки.
Стабилизаторы на TL431 проектируются таким образом, чтобы микросхема всегда работала в активном режиме с высокой крутизной; для этого I KA не должен опускаться ниже 1 мА. С точки зрения устойчивости петли управления может оказаться целесообразным увеличить минимальный ток ещё больше, до 5 мА, но на практике это противоречит требованиям к экономичности стабилизатора. Втекающий ток управляющего входа I ref во всех режимах примерно постоянен, его типичная величина составляет 2 мкА. Производитель рекомендует проектировать входную цепь TL431 таким образом, чтобы гарантировать I ref не менее 4 мкА ; эксплуатация микросхемы с «висящим» управляющим входом не допускается. Обрыв или замыкание на землю любого из выводов, а также короткое замыкание любых двух выводов не способны разрушить TL431, но делают устройство в целом неработоспособным.
Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на TL431 и NPN транзисторах
Всем привет!В последнее время я увлекся сборкой схем линейных стабилизаторов напряжения. Такие схемы не требуют редких деталей, а подборка компонентов и настройка также не вызывает особых сложностей. В этот раз я решил собрать схему линейного стабилизатора напряжения на «регулируемом стабилитроне» (микросхеме) TL431. TL431 выступает в качестве источника опорного напряжения, а силовую роль выполняет мощный NPN транзистор в корпусе ТО -220.
При входном напряжении 19В, схема способна служить источником стабилизированного напряжения в пределах от 2,7 до 16 В при токе до 4А. Стабилизатор оформлен в виде модуля, собранного на макетной плате. Выглядит следующим образом:
Видео:
Стабилизатор требует блок питания постоянного тока. Имеет смысл применять такой стабилизатор с классическим линейным блоком питания, состоящим из железного трансформатора, диодного моста и конденсатора большой емкости. Напряжение в сети может меняться в зависимости от нагрузки и как следствие, будет меняться напряжение на выходе трансформатора. Данная схема будет обеспечивать стабильное выходное напряжение при изменяющимся входном. Нужно понимать, что стабилизатор понижающего типа, а также на самой схеме падает 1-3 В напряжения, поэтому максимальное выходное напряжение будет всегда меньше входного.
В качестве блока питания для данного стабилизатора в принципе можно использовать и импульсные блоки питания, например от ноутбука на 19 В. 2/R = 19 * 19/ 1000 = 0,361 Ватт
Я использовал резистор в 1 Ватт.
Резистор R4 служит для ограничения тока на базе транзистора VT2. Номинал подбирать лучше опытным путем, контролируя выходное напряжение. Если сопротивление будет слишком большим, это заметно ограничит выходное напряжение схемы. В моем случае – это 100 Ом, мощность годится любая.
В качестве основного силового транзистора (VT1) лучше использовать транзисторы в корпусе ТО – 220 или более мощном (ТО247, ТО-3). Я использовал транзистор Е13009, купленный на Али Эксресс. Транзистор на напряжение до 400В и ток до 12А. Для подобной схемы высоковольтный транзистор – не самое оптимальное решение, но работать будет нормально. Транзистор скорее всего поддельный и 12 А не выдержит, а вот 5-6А вполне. В нашей схеме ток до 4А, поэтому для данной схемы годится. В данной схеме транзистор должен быть способен рассеять мощность до 30-35 Ватт.
Рассчитывается рассеваемая мощность как разница между входным и выходным напряжением умноженная на ток коллектора :
P = (U выход -U вход)*I коллектора
Например, входное напряжение у нас 19 В, мы выставили выходное напряжение 12 В, а ток коллектора у нас 3 А
Р = (19В-12В) *3А = 21 Ватт – вполне нормальная ситуация для нашего транзистора.
А если мы продолжим снижать выходное напряжение до 6В, то картина будет другая:
Р = (19В-6В) *3А = 39 Ватт , что не очень хорошо для транзистора в корпусе ТО-220 (еще нужно учитывать, что при закрытии транзистора ток тоже будет уменьшаться: на 6В ток будет около 2-2,5А, а не 3). В таком случае лучше либо использовать другой транзистор в более массивном корпусе, либо уменьшить разницу между входным и выходным напряжением (например, если блок питания трансформаторный, путем переключения обмоток).
Также транзистор должен быть рассчитан на ток от 5А и больше. Лучше брать транзистор со статическим коэффициентом передачи тока от 20. Китайский транзистор вполне соответствует данным требованиям. Перед запайкой в схему, я его проверил (ток и рассеиваемую мощность) на специальном стенде.
Т.к. TL431 может выдавать ток не более 100 мА, а для питания базы транзистора требуется больший ток, потребуется ещё один транзистор, который будет усиливать ток с выхода микросхемы TL431, повторяя опорное напряжение. Для этого и нужен транзистор VT2.
Транзистор VT2 должен быть способен подавать достаточный ток на базу транзистора VT1.
Грубо определить необходимый ток можно через статический коэффициент передачи тока (h31э или hFE или β) транзистора VT1. Если мы хотим на выходе иметь ток в 4 А, а статический коэффициент передачи тока VT1 равен 20, то:
I базы = I коллектора / β = 4 А / 20 = 0,2 А.
Статический коэффициент передачи тока будет меняться в зависимости от тока коллектора, так что это значение ориентировочное. Замер на практике показал, что нужно около 170 мА подать на базу транзистора VT1, чтобы ток коллектора был 4А. Транзисторы в корпусе ТО-92 начинают заметно греться при токах выше 0,1 А, поэтому в данной схеме я использовал транзистор КТ815А в корпусе ТО-126. Транзистор рассчитан на ток до 1,5А, статический коэффициент передачи тока — около 75. Небольшой радиатор для данного транзистора будет уместен.
Конденсатор С3 нужен для стабилизации напряжения на базе транзистора VT1, номинал — 100 мкФ, напряжение 25В.
На выходе и входе установлены фильтры из конденсаторов: С1 и С4 (электролитические на 25В, 1000 мкФ) и С2, С5 (керамические 2-10 мкФ).
Диод D1 служит для защиты транзистора VT1 от обратного тока. Диод D2 нужен для защиты от транзистора при питании коллекторных электродвигателей. Двигатели при отключении питания ещё какое-то время крутятся и в режиме торможения работают как генераторы. Вырабатываемый таким образом ток идет в обратном направлении и может повредить транзистор. Диод в данном случае замыкает двигатель на себя и ток не доходит до транзистора. Резистор R5 выполняет роль малой нагрузки для стабилизации в холостом режиме, номинал 10к Ом, мощность любая.
Сборка
Схема собирается в виде модуля на макетной плате. Я использовала радиатор из импульсного блока питания.
С радиатором такого размера не стоит максимально нагружать схему. При токе больше 1 А, необходимо заменить радиатор на более массивный, обдув вентилятором тоже не помешает.
Важно помнить, что чем больше разница между входным и выходным напряжением и чем больше ток, тем больше выделяется тепла и тем сильнее нужно охлаждение.
На пайку ушло около часа. В принципе хорошим тоном было бы сделать плату методом ЛУТ, но т.к. плата мне требуется только в одном экземпляре, не хотелось тратить время на проектирование платы.
Получился вот такой модуль:
После сборки проверил характеристики:
Схема практически не имеет защит (имеется в виду, что нет защиты от КЗ, защиты от переполюсовки, плавного старта, ограничения по току и т.д.), поэтому использовать ее нужно очень аккуратно. По той же причине не рекомендуется использовать подобные схемы в «лабораторных» блоках питания. Для этой цели лучше подойдут готовые микросхемы в корпусе ТО-220 на токи до 5А, например КР142ЕН22А. Либо как минимум для данной схемы нужно сделать дополнительный модуль для защиты от КЗ.
Схему можно назвать классической, как и большинство схем линейных стабилизаторов. Современные импульсные схемы имеют множество преимуществ, например: более высокий КПД, гораздо меньший нагрев, меньшие габариты и вес. В то же время линейные схемы проще освоить начинающим радиолюбителям, и если КПД и габариты не особо важны, они вполне годятся для питания устройств стабилизированным напряжением.
И конечно же ничто не сравниться с чувством, когда запитал какое-то устройство от самодельного источника питания, а линейные схемы для начинающих радиолюбителей более доступны, как ни крути. Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь. Распиновка, характеристики и техническое описание регулятора
TL431
TL431 — это диод-стабилизатор , выходное напряжение которого можно программировать, изменяя номиналы подключенных к нему резисторов. Он действует почти как стабилитрон, за исключением того, что номинальное напряжение этой микросхемы программируется. Она обычно используются для обеспечения отрицательных или положительных источников опорного напряжения.
Конфигурация контактовНомер контакта | Имя контакта | Описание |
1 | Номер ссылки | Этот вывод устанавливает номинальное напряжение стабилитрона. |
2 | Анод | Анод эквивалентного стабилитрона |
3 | Катод | Катод эквивалентного стабилитрона |
- Программируемый стабилитрон
- Выходное напряжение: 2.От 5 В до 36 В
- Выходной ток: от 1 мА до 100 мА (ток стока)
- Допуск выходного напряжения: ± 4%
- Выходное сопротивление: 0,22 Ом
- Доступен в корпусах To-92 (3-контактный) и PDIP, SOIC (8-контактный)
Примечание: Полная техническая информация может быть найдена в техническом описании TL431 , приведенном в конце этой страницы.
TL431 АльтернативаСтабилитроны
ВариантыTLV431, TS431LI, LM431
TL431 ОбзорTL431 является регулятором программируемого шунта , который может обеспечить как положительный, так и отрицательные опорные напряжения. Это диод Зенера которого номинальное напряжение может регулироваться на основе значения резисторов, соединенных с опорным штифтом. Он широко используются в качестве опорного низкого напряжения затрат поставщика в изолированных цепях питания.
Из внутренней схемы микросхемы, показанной выше, мы можем заметить, что она состоит из транзистора NPN с операционным усилителем, который имеет точное напряжение 2,5 В на неинвертирующем выводе. Коллектор и эмиттер транзистора образуют катод и анодный вывод IC соответственно.Теперь вы можете думать об ИС как о компараторе, у которого одна сторона компаратора имеет точное 2,5 В, а другая сторона может быть настроена с помощью эталонного вывода.
Это свойство очень удобно для импульсных источников питания, где TL431 может использоваться для сравнения выходного напряжения с желаемым напряжением и обеспечения обратной связи для управления частотой переключения. Обычно вместе с этой установкой используется оптопара для изоляции стороны высокого напряжения. Помимо этого, ИС находит применение во многих схемах, где можно использовать стабилитрон, некоторые из них перечислены ниже.
Приложения- Импульсный режим Источники питания
- Изолированные цепи питания
- Компараторы напряжения
- Цепи регулирования тока
ИМС также доступна в 8-выводном корпусе. Размеры упаковки ТО-92 указаны ниже
Код 404 страница не найдена.К сожалению, страница отсутствует или перемещена.Ниже приведены основные подразделы этого сайта.
»Главная
» Электронное письмо
»Пожертвовать
» Преступление
»Хобби Электроника »Архив 1
»Архив 2
»Архив 3
»Архив 4
»Архив 5 Веб-сайт Авторские права Льюис Лофлин, Все права защищены. |
TL431A datasheet — СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ПРОГРАММИРУЕМОЙ ТОЧНОСТИ Серия TL431
GM34063 : преобразователь постоянного тока 1,5 А. до 40 В Регулируемое выходное напряжение Ограничение тока Выходной переключатель Ток до 1,5 А Низкий ток в режиме ожидания Рабочая частота до 100 кГц Точность эталонного сигнала 2% GM34063 имеет все функции, необходимые для преобразователей постоянного тока в постоянный: внутренний эталон с температурной компенсацией, компаратор, регулируемый рабочий цикл генератор с активной схемой ограничения тока.
IRPT1059A : Силовой модуль для моторных приводов мощностью 1 л.с. Однофазный вход 180-240 В переменного тока, 50/60 Гц Однофазный выпрямительный мост 3-фазный, сверхбыстрый IGBT-инвертор, рассчитанный на короткое замыкание датчик Штифт к опорной плите изоляции 2500V среднеквадратичной Простой в креплении два винты температуры пакета Case.
L6567 : Полумостовой драйвер с осциллятором.ТЕХНОЛОГИЯ BCD-OFF LINE НАПРЯЖЕНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ПИТАНИЯ НА 570 В GND ИТОГОВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАНИЯ ДО 18 В ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ БЛОКИРОВКА ОТКЛЮЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТЬ ТОКА ДРАЙВЕРА: 30 мА ИСТОЧНИК 70 мА ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАПРЯЖЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ЧАСТОТ небольшие лампы TL с минимальным количеством деталей. Это обеспечивает.
MAX632XC / S : КМОП фиксированные / регулируемые повышающие импульсные регуляторы выходного сигнала.
NL6448BC33-31 : 26 CM 10.4 дюйма, 640 x 480 пикселей, 262 144 цвета, встроенная подсветка с двумя лампами / боковым освещением, широкий угол обзора.
PT6603 : Преобразователи постоянного тока в постоянный без изоляции. Одно устройство Диапазон выходного входного напряжения 9 А: до 6,0 В Регулируемое выходное напряжение КПД 90% Возможность удаленного контроля Функция ожидания Функция защиты от перегрева Встроенный пакет встроенных импульсных регуляторов (ISR), предназначенный для автономной работы в приложениях, требующих до 9 А выходной ток. Серия PT6600 также будет работать в автономном режиме.
PT7721 : Преобразователи постоянного тока в постоянный без изоляции. Вход шины +12 В 5-битный Программируемый: до 7,6 В Высокоэффективный дифференциальный датчик дистанционного управления 27-контактный корпус SIP Параллельный с усилителем тока PT7748 17 А Серия PT7720 — вход +12 В, выход 17 А, высокопроизводительный интегрированный импульсный регулятор ( ISR), размещенный в 27-выводном SIP корпусе. Возможность 17А позволяет легко интегрировать новейшие высокоскоростные низковольтные устройства.
SL05T1 : Защита от переходных напряжений-> Электростатический разряд низкой емкости.300 Вт, 6 В, малый конденсатор, 5 пФ / 1 линия, корпус: SOT-23 (TO-236), контакты = 3.
UCC3957-4 : Безопасность батареи. 3-, 4-элементная литий-ионная цепь безопасности с напряжением питания = 4,35 В. Защищенные ячейки (макс.) Порог перенапряжения (В) Защита полевых транзисторов Защита от перегрузки по току Задержка перегрузки по току Ток отключения последовательной шины (мкА) Целевой показатель 4 4,35 Внешний Да Нет 3,5 Ноутбук, медицинское оборудование, портативные приборы Работа с тремя или четырьмя элементами Двухуровневое ограничение перегрузки по току Типичное потребление тока 30 мкА 3.Типовое питание 5 мкА.
XC6211 Серия : входное напряжение = 2,0–6,0 В ;; Выходное напряжение = 0,9-5,0 В ;; Максимальный выходной ток = 150 мА (предел 300 мА) ;; Accu Racy = — ;; Ток покоя Тип. = 25А ;; Ток покоя в режиме ожидания = — ;; Падение напряжения = 200 мВ при 100 мА ;; Условия = ;; Пакет = СОТ-25 ;; Примечание =.
FSCQ1565RT : Выключатель питания QRC 15 А / 650 В В целом квазирезонансный преобразователь (QRC) показывает более низкие электромагнитные помехи и более высокую эффективность преобразования мощности по сравнению с обычным преобразователем с жесткой коммутацией и фиксированной частотой переключения.Поэтому он хорошо подходит для приложений, чувствительных к шуму, например для цветного телевидения и аудио. FSCQ1565RT — это интегрированный Pulse.
NCP5500 : Линейный регулятор 500 мА Эти линейные регуляторы обеспечивают выходной ток до 500 мА в настраиваемом пользователем диапазоне выходного напряжения от 1,25 В до 5,0 В или при фиксированном выходном напряжении 5 В. Типичная точность составляет 2,9%. Версии NCV подходят для требовательных автомобильных приложений, требующих контроля места и изменений. Версии NCP5500 и NCV5500 включают.
BQ29410 : bq2941x — это вторичная ИС защиты от перенапряжения для 2-, 3- или 4-элементных литий-ионных аккумуляторных батарей, которая включает в себя высокоточную прецизионную схему обнаружения перенапряжения. Он включает в себя схему программируемой задержки для времени обнаружения перенапряжения. Каждая ячейка в пакете из нескольких элементов сравнивается с внутренним опорным напряжением. Если одна ячейка достигает перенапряжения.
SSM3J108TU : Постоянно увеличивающаяся функциональность портативных устройств, таких как сотовый телефон, DSC и портативное аудиоустройство, увеличивает нагрузку на их батареи.Чтобы реализовать более длительную работу, мы пытаемся снизить энергопотребление системы за счет снижения внутреннего рабочего напряжения. Особенно понижение напряжения блока питания и понижение внутреннего.
LT3518 : Полнофункциональный светодиодный драйвер с током переключения 2,3 А LT3518 — это преобразователь постоянного тока в постоянный ток с внутренним переключателем 2,3 А, 45 В, специально разработанный для управления светодиодами. LT3518 работает как драйвер светодиода в повышающем, понижающем и повышающем понижающем режимах. Он сочетает в себе традиционный контур напряжения и уникальный контур тока для работы в качестве источника постоянного тока или постоянного напряжения.
S-8209B : ИС ЗАЩИТЫ АККУМУЛЯТОРА Серия S-8253C / D представляет собой ИС защиты для литий-ионных аккумуляторных батарей с 2 или 3 последовательностями и включает в себя высокоточный детектор напряжения и схему задержки. Эта ИС подходит для защиты литий-ионных аккумуляторных батарей от перезаряда, переразряда и перегрузки по току.
TPS22906 : Ультракомпактный переключатель нагрузки с низким входным напряжением и низким RON с медленным нарастанием выходного сигнала TPS22906 — это сверхмалый переключатель нагрузки с низким сопротивлением в открытом состоянии (rON) с управляемым включением.Устройство содержит P-канальный MOSFET, который работает в диапазоне входных напряжений от 1,0 В до 3,6 В. Переключатель управляется входом включения / выключения (ON), который может взаимодействовать.
AME5268 : Синхронный выпрямленный понижающий преобразователь 3A, 28 В, 340 кГц AME5268 — это монолитный синхронный понижающий стабилизатор с фиксированной частотой, который принимает входное напряжение от 4,75 В до 28 В. На кристалле встроены два переключателя NMOS с низким сопротивлением в открытом состоянии. Топология текущего режима используется для быстрого переходного отклика и хорошей стабильности контура..
HT7L2102 : Высокоэффективный драйвер светодиодного освещения с регулируемой яркостью и защитой от электромагнитных помех с зеленым режимом и встроенной защитой HT7L2102 — это усовершенствованный, высокоинтегрированный драйвер светодиодного освещения, использующий топологию изоляции AC-DC. Устройство обеспечивает множество функций защиты и использует схему сверхнизкого энергопотребления и оптимизировано для ограничения электромагнитных помех. Путем интеграции неслышимого шума.
FDMF6820A : сверхкомпактный, высокопроизводительный, высокочастотный модуль DrMOS Семейство XS ™ DrMOS — это полностью оптимизированный, сверхкомпактный интегрированный полевой МОП-транзистор и драйвер для силовых каскадов высокого тока от Fairchild нового поколения. частота, синхронный понижающий DC-DC приложения.FDMF6820A включает в себя микросхему драйвера, два силовых полевых МОП-транзистора и начальную загрузку Шоттки.
Техническое описаниеTL431 — Регулируемые прецизионные шунтирующие регуляторы
2502V0S48LN : Входное напряжение = 36-75 ;; Выходное напряжение = 2,0 ;; Выходной ток = 6А.
AD4016M161RBA-5 : Работа при низком напряжении больше подходит для использования с резервным аккумулятором, портативной электроникой.
BTS621L1 : Двухканальный интеллектуальный переключатель питания Highside. Защита от перегрузки Ограничение тока Защита от короткого замыкания Тепловое отключение Защита от перенапряжения (включая сброс нагрузки) Быстрое размагничивание индуктивных нагрузок Защита от обратного заряда аккумулятора1) Отключение при понижении и повышении напряжения с автоматическим перезапуском и гистерезисом Диагностический выход с открытым стоком Обнаружение разомкнутой нагрузки во включенном состоянии CMOS-совместимый вход Потеря .
BWP-12 / 125Series : 3 Вт, преобразователь постоянного тока в постоянный. Бюджетный! Высокого качества! Высоконадежный, 100% SMT-конструкция Стандартный DIP-корпус и расположение выводов Не требуются внешние компоненты или выходы 15 В Выбор из 3 широких диапазонов входных сигналов: 4,5-9 В 9-18 В 18-72 В Гарантированный КПД до 75% Полностью изолированный, гарантированный 500 В пост. входная / выходная фильтрация. Ограничение выходного тока до + 75С.
DS2405T : Адресный коммутатор. Вывод PIO с открытым стоком управляется сопоставлением 64-битного, выгравированного лазером регистрационного номера, связанного с каждым устройством. Логический уровень вывода с открытым стоком может быть определен по шине 1-Wire для управления с обратной связью. Способность приемника вывода PIO больше 0.4V Несколько DS2405 могут быть идентифицированы на общей шине 1-Wire и могут быть включены или выключены независимо.
EMK316BJ225ML : Регулятор выходного напряжения с низким падением напряжения. Это линейный стабилизатор напряжения на 150 мА в корпусе SOT-25. Этот регулятор имеет очень низкое падение напряжения и очень низкий ток заземления. Он разработан специально для портативных устройств, устройств с батарейным питанием и может управляться с помощью CMOS или TTL. Когда S52xxM отключен, энергопотребление падает почти до нуля. Регулятор напряжения с малым падением напряжения Низкий уровень покоя.
FES16 : Сверхбыстрые выпрямители, пассивированные стеклом, 16 ампер. Высокая пропускная способность по току. Возможность высокого тока. Высокая надежность. Максимальное повторяющееся обратное напряжение Средний выпрямленный прямой ток, длина провода 0,375 дюйма = 100 ° C Непериодический пиковый прямой импульсный ток 8,3 мс Диапазон температур хранения одной полусинусоиды Рабочая температура перехода * Эти номинальные значения являются предельными значениями, выше которых пригодность к эксплуатации.
HIP6003 : Широтно-импульсный модулятор Buck. Контроллер широтно-импульсного модулятора (ШИМ) Бакка и монитор выходного напряжения HIP6003 обеспечивает полный контроль и защиту преобразователя постоянного тока, оптимизированного для высокопроизводительных микропроцессорных приложений. Он предназначен для управления N-канальным MOSFET в стандартной понижающей топологии. HIP6003 объединяет все функции управления, регулировки выхода и мониторинга.
PT6441A : Plug-in Power Solutions-> Неизолированный-> Single Posi. ti PT6441, 3.3Vout 6A 5V-Input Регулируемый понижающий Isr.
R1124N : Регуляторы с малым падением напряжения.
SC1404 : Мобильный ШИМ-контроллер с несколькими выходами и виртуальным датчиком тока. Входной диапазон от 6 до 30 В (возможна работа при напряжении ниже 6 В) Двойные синхронные выходы 3,3 В и 5 В с фиксированной частотой или Psave для максимальной эффективности в широком диапазоне тока нагрузки 5 В / 50 мА Линейный регулятор 12 В / 200 мА Виртуальный ток линейного регулятора Чувство повышенной стабильности Точность с низкими потерями.
TA7820S : Трехконтактные регуляторы положительного напряжения.
UCC28221 : Двойной чередующийся ШИМ-контроллер с программируемым максимальным рабочим циклом. ДВОЙНОЙ ШИМ-КОНТРОЛЛЕР С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ С ПРОГРАММИРУЕМЫМ МАКСИМАЛЬНЫМ ЦИКЛОМ НАПРЯЖЕНИЯ Работа на каждом канале Согласованные внутренние схемы компенсации наклона Программируемый фиксатор максимального рабочего цикла на 90% на канал Управление режимом пикового тока с покадровым ограничением тока Сенсорный разрядный транзистор для повышения помехозащищенности и датчик перенапряжения.
PTH04T231W : PTH04T230 / 231W — это высокопроизводительный неизолированный силовой модуль с номиналом 6 А.Этот регулятор представляет собой 2-е поколение силовых модулей серии PTH, которые занимают меньше места и имеют улучшенные характеристики. PTH04T231W оптимизирован для использования там, где требуются все керамические конденсаторы. PTH04T230 / 231W работает в диапазоне входного напряжения от 2,2 В до 5,5 В.
SGM811 : Контрольные цепи SGM811 контролируют напряжение источника питания в микропроцессоре Контрольные схемы SGM811 контролируют напряжение источника питания в микропроцессоре и цифровых системах.SGM811 разработан для контроля семи различных напряжений, эти напряжения были выбраны для эффективного контроля уровней напряжения питания 2,5 В, 3 В, 3,3 В и 5 В.
LT3663 : понижающий импульсный стабилизатор на 1,2 А, 1,5 МГц с ограничением выходного тока LT3663 — это понижающий импульсный стабилизатор в режиме 1,5 МГц с программируемым пределом выходного тока. Ограничение тока точно контролирует рассеиваемую мощность системы и уменьшает размер компонентов тракта питания.Широкий диапазон рабочего входного напряжения от 7,5 В до 36 В (60 В.
AMIS-30532 : Драйвер шагового двигателя AMIS-30532 — это микрошаговый драйвер шагового двигателя для биполярных шаговых двигателей. Чип соединен через контакты ввода / вывода и интерфейс SPI с внешним микроконтроллером. Он имеет встроенный регулятор напряжения, выход сброса и сброс сторожевого таймера, способный питать периферийные устройства. AMIS-30532 содержит таблицу текущего перевода.
AC200X : Модули переменного и постоянного тока с одним выходом серии AC100X мощностью 100 Вт с одним выходом и PFC.
BQ20Z655-R1 : Датчик газа, совместимый с SBS 1.1, с технологией отслеживания импеданса. Датчик газа bq20z655-R1, совместимый с SBS, и защитная ИС, включающая запатентованную технологию отслеживания импеданса, представляет собой единое решение, предназначенное для установки в аккумуляторном блоке или в системе . Bq20z655-R1 измеряет и поддерживает точный учет доступного заряда литий-ионных или литий-полимерных материалов.
% PDF-1.3 % 1 0 obj > поток конечный поток endobj 2 0 obj > endobj 4 0 obj > поток hZKoGWyiMb
1999 — TL431 Резюме: ltl431 TL431B | Оригинал | TL431 TL431B) 100 мА TL431B 30 частей на миллион / TL1431 TL431 / TL431A / TL431B TL431 / A ltl431 | |
TL431 Резюме: TL431D TL431IDM TL431CDM TL431CP TL431ACP TL431ACD TL431IP TL431ILP TL431AILP | Сканирование OCR | TL431 / D TL431, TL431 TL431D TL431IDM TL431CDM TL431CP TL431ACP TL431ACD TL431IP TL431ILP TL431AILP | |
tl431 Резюме: Примечания по применению TL431 tl431g TL431CSF TL431 SOT-23 TL431C Схемы приложений tl431 TL431ATA 431 регулятор tl431 htc | Оригинал | TL431 / A / C 50PPM / ОТ-89 ОТ-23 TL431. TL431 Примечание по применению TL431 tl431g TL431CSF TL431 СОТ-23 TL431C схемы применения tl431 TL431ATA 431 регулятор tl431 htc | |
TL431 Аннотация: tl431 sot23 TL431 application note Принципиальная схема tl431 2N222 TL431 sot89 431 sot-23 2n222 SOT23 lm7805 htc TL431 An | Оригинал | TL431 / A TL431 TL431 tl431 sot23 Примечание по применению TL431 принципиальная схема tl431 2N222 TL431 sot89 431 сот-23 2n222 SOT23 lm7805 htc TL431 An | |
TL431 Резюме: МАРКИРОВКА 431 РЕГУЛЯТОР sot23 TL431csf TL431 SOT-23 TL431 инструкция по применению tl431g sot23 tl431 маркировка TL431 прецизионный шунтирующий регулятор 5 В 431 Регулятор 431 | Оригинал | TL431 / A / C 50PPM / ОТ-89 ОТ-23 TL431. TL431 МАРКИРОВКА 431 РЕГУЛЯТОР sot23 TL431csf TL431 СОТ-23 Примечание по применению TL431 tl431g sot23 tl431 маркировка TL431 5 В прецизионный шунтирующий регулятор 431 431 регулятор | |
tl431 Резюме: TL431 ТРАНЗИСТОРНЫЙ эквивалент 2n 2483 S / BIP / SCB345100 / B / 30/10 / SMD КОНДЕНСАТОРЫ 106 c | Сканирование OCR | TL431 / D TL431, tl431 эквивалент tl431 на транзисторе 2н 2483 КОНДЕНСАТОРЫ S / BIP / SCB345100 / B / 30/10 / SMD 106 c | |
2003-TL431 Аннотация: TL431AA Примечания по применению TL431 LM7805 100 мА TL431A Эквивалент TL431 Ограничение тока TL431 Эквивалент MC7805 Регулятор напряжения LM7805 для схем приложения 92 tl431 | Оригинал | TL431 / TL431A TL431 / TL431Aare 100 мА TL431 TL431AA Примечание по применению TL431 LM7805 100 мА TL431A Эквивалент TL431 Ограничение тока TL431 Эквивалент MC7805 Регулятор напряжения LM7805 to92 схемы применения tl431 | |
TL431 Аннотация: Примечание по применению TL431 tl4311 принципиальная схема tl431 TL431 Пульсация TL431 TL431 motorola TL431C вывод симистора Motorola TO92 tl431 на полупроводнике | Сканирование OCR | TL431 / D TL431, TL431 / D TL431 Примечание по применению TL431 tl4311 принципиальная схема tl431 TL431 An TL431 рябь TL431 моторола Распиновка TL431C motorola TO92 симистор tl431 на полупроводнике | |
2003 — UTC7805 Резюме: TL431 TL431 примечание по применению TL431 UTC TL431-NS TL431 5v 431 схема контактов регулятора tl431 431N TL431 источника тока | Оригинал | TL431 TL431 ОТ-89 ОТ-23 100 мА.50 частей на миллион / QW-R103-003 UTC7805 UTC7805 Примечание по применению TL431 TL431 UTC TL431-NS TL431 5 В 431 регулятор схема контактов tl431 431N Источник тока TL431 | |
2001-TL431 Аннотация: Примечание по применению TL431 Ограничение тока TL431 TL431AA Эквивалент TL431 TL431A Источник тока TL431 Приложение TL431 tl431a DIP TL431 стабилитрон | Оригинал | TL431 / TL431A TL431 / TL431Aare 100 мА TL431 Примечание по применению TL431 Ограничение тока TL431 TL431AA Эквивалент TL431 TL431A Источник тока TL431 Приложение TL431 tl431a DIP TL431 стабилитрон | |
2002 — tl431 Резюме: Указание по применению TL431 Программируемый шунт TL431 1.0,2 tl431aa Регулятор напряжения LM7805 to92 tl431a DIP LM7805 100 мА Цепи применения tl431 tl431a Ограничение тока TL431 | Оригинал | TL431 / TL431A 100 мА 50 частей на миллион / TL431 / TL431Aare tl431 Примечание по применению TL431 Программируемый шунт TL431 1. 0.2 tl431aa Регулятор напряжения LM7805 to92 tl431a DIP LM7805 100 мА схемы применения tl431 tl431a Ограничение тока TL431 | |
2002-TL431 Резюме: Указание по применению TL431 Программируемый шунт TL431 1.0.2 Программируемые Fairchild TL431 1.0.2 Цепи приложений TL431 Приложение TL431 TL431A tl431a to92 TL431 источник тока Эквивалентный пакет TL431 | Оригинал | TL431 / TL431A TL431 / TL431Aare 100 мА TL431 Примечание по применению TL431 Программируемый шунт TL431 1.0.2 Fairchild TL431 программируемый 1.0.2 схемы применения tl431 Приложение TL431 TL431A tl431a to92 Источник тока TL431 Эквивалентный пакет TL431 | |
2000 — Нет в наличии Резюме: нет текста аннотации | Оригинал | TL431 / TL431A TL431 / TL431Aare 100 мА | |
1999 — TL431B Аннотация: TL431 эквивалент TL431 TL431C вывод контактов tl431 прикладные схемы транзистор 431A ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ TL431AIDM TL431BCDM TL431CDM TL431IDM | Оригинал | TL431 / TL431A / TL431B TL431 / TL431A / TL431B TL431.TL431 / A TL431B TL431 Эквивалент TL431 Распиновка TL431C схемы применения tl431 транзистор 431А TL431AIDM TL431BCDM TL431CDM TL431IDM | |
TL431 Аннотация: Motorola TO92 Triac loop control TL431 TL431C pin out MC7805 CK TL431CDT TL431AID l431AC av dm he no TL431 motorola | Сканирование OCR | TL431 / D TL431 / D TL431 motorola TO92 симистор контур управления TL431 Распиновка TL431C MC7805 CK TL431CDT TL431AID l431AC av dm he no TL431 моторола | |
2005 — TL431K Аннотация: Приложение TL431K TO92 TL431 utc tl431k TL431 UTC TL431T TL431 5.0v TO-92 tl431k SOT-89 TL431KA TL431AF | Оригинал | TL431 TL431 ОТ-89 100 мА. 50 частей на миллион / QW-R103-003 TL431K TL431K TO92 Приложение TL431 utc tl431k TL431 UTC TL431T TL431 5,0 В TO-92 tl431k СОТ-89 TL431KA TL431AF | |
2002 — tl431 Аннотация: прикладные схемы tl431 FAIRCHILD MC7805 tl431a DIP tl431a to92 TL431ACD TL431ACLP tl431aa LM7805 регулятор напряжения to92 TL431A | Оригинал | TL431 / TL431A 100 мА 50 частей на миллион / TL431 / TL431Aare TL431ACZX TL431ACZ TL431ACD TL431ACLP TL431ACLPX Ан-9018-3: tl431 схемы применения tl431 FAIRCHILD MC7805 tl431a DIP tl431a to92 tl431aa Регулятор напряжения LM7805 to92 TL431A | |
TL431 Резюме: СОТ-23 КОД МАРКИРОВКИ 431431 сот-23 tl431 сот-23 сот 23 Код маркировки 431 Указание по применению TL431 TL431 сот упаковка сот-23 TL431C 431 сот 23 Регулятор TL 431 | Оригинал | TL431 / A / C 50PPM / ОТ-89 ОТ-23 TL431.TL431 sot-23 КОД МАРКИРОВКИ 431 431 сот-23 tl431 сот-23 сот 23 код маркировки 431 Примечание по применению TL431 TL431 сот пакет сот-23 TL431C 431 сот 23 Регулятор TL 431 | |
2011-TL431 Аннотация: Примечание по применению TL431 TL431A lm7805 100 мА TL431 текущий источник Приложение TL431 замена TL431 Эквивалентный пакет TL431 LM7805 Fairchild Программируемый TL431 1.0.2 | Оригинал | TL431 / TL431A TL431 / TL431A 100 мА DS400301 TL431 Примечание по применению TL431 TL431A lm7805 100 мА Источник тока TL431 Приложение TL431 tl431 замена Эквивалентный пакет TL431 LM7805 Программируемый Fairchild TL431 1. 0,2 | |
2010 — Код маркировки компонентов SOT23 KA Аннотация: Диоды-стабилизаторы тока TL431 sot23 TL431 TL431ASA TL431BSA прецизионный шунтирующий стабилизатор 431 sot23 tl432asa tl432 KA SOT23 | Оригинал | TL431 / TL432 TL431 TL432 100 мА. TL431 DS35044 Код маркировки компонентов SOT23 KA Диоды регулятора тока sot23 TL431 TL431ASA TL431BSA прецизионный шунтирующий регулятор 431 sot23 tl432asa KA SOT23 | |
1999 — т.р. TL431 Резюме: Указание по применению TL431 IC TL431c 12v TL431 TL431 эквивалентный лом TL431BCPK TL431 5v TL431B LTL431 | Оригинал | TL431 TL431A TL431B TL431 / TL431A / TL431B TL431.TL431B) 100 мА TL431B TL431 / A TR TL431 Примечание по применению TL431 Микросхема TL431c 12v Эквивалент TL431 лом TL431BCPK TL431 5 В LTL431 | |
2008 — эквивалент транзистора tl431 Аннотация: Транзистор TL431 транзистор TL431 to92 транзистор TL431 TL431 TL431 5,0в TO-92 TL431ACT TRIAC 226b транзистор TL431 to-92 tl431aidr2g | Оригинал | TL431, NCV431A, эквивалент tl431 на транзисторе Транзистор TL431 транзистор TL431 to92 транзистор TL431 TL431 TL431 5.0в ТО-92 TL431ACT TRIAC 226 b транзистор TL431 к-92 tl431aidr2g | |
tl4311 Аннотация: TL431M1 TL431 8-контактный TL431 sot89 TL431N tl4316 TL431 IT TL431 tl431 прикладные схемы TL431 приложение | Сканирование OCR | TL431 150 мА ОТ-89 TL431 tl4311 TL431M1 TL431 8pin TL431 sot89 TL431N tl4316 IT TL431 схемы применения tl431 Приложение TL431 | |
1978 — TL431IPKR Резюме: Примечание по применению TL431 TL431A TL431CPKR SLVS005 TL431 TL431 SOT-23 tl431 sot-89 | Оригинал | TL431, TL431A SLVS005M TL431 TL431A TL431IPKR Примечание по применению TL431 TL431CPKR SLVS005 TL431 СОТ-23 tl431 сот-89 | |
1978 — ТИ 431AC Аннотация: T431 Техас tl431 Tl431 Техас TL431ILPM TL431ACLPR TL431ACDR TL431CLPM SLVS005 tl431 sot23 texas | Оригинал | TL431, TL431A SLVS005P TL431A TL431 TI 431AC T431 Техас tl431 Tl431 Техас TL431ILPM TL431ACLPR TL431ACDR TL431CLPM SLVS005 tl431 sot23 техас |
Как работает шунтирующий регулятор TL431, техническое описание, приложение
В этом посте мы узнаем, как микросхема шунтирующего регулятора обычно работает в схемах SMPS. Мы возьмем пример популярного устройства TL431 и попытаемся понять его использование в электронных схемах с помощью нескольких замечаний по его применению.
Электрические характеристики
Технически устройство TL431 называется программируемым шунтирующим стабилизатором, проще говоря, его можно понимать как регулируемый стабилитрон.
Давайте узнаем больше о его характеристиках и примечаниях к применению.
TL431 обладает следующими основными характеристиками:
- Выходное напряжение настраивается или программируется из 2.5 В (минимальное задание) до 36 В.
- Выходное сопротивление низкое динамическое, около 0,2 Ом.
- Допустимая нагрузка по току приемника до 100 мА.
- В отличие от обычных стабилитронов, генерация шума незначительна.
- Реакция переключения молниеносная.
Как работает IC TL431?
TL431 представляет собой трехконтактный транзистор, подобный (например, BC547) регулируемому или программируемому стабилизатору напряжения.
Выходное напряжение можно измерить, используя всего два резистора на указанных выводах устройства.
На схеме ниже показана внутренняя блок-схема устройства, а также обозначения контактов.
На следующей схеме показаны выводы фактического устройства. Давайте посмотрим, как это устройство можно сконфигурировать в практических схемах.
Примеры схем с использованием TL431
Схема ниже показывает, как указанное выше устройство TL431 можно использовать в качестве типичного шунтирующего регулятора.
На приведенном выше рисунке показано, как с помощью всего лишь пары резисторов TL431 можно подключить как шунтирующий стабилизатор для генерации выходных сигналов между 2.От 5 до 36 В. R1 — переменный резистор, который используется для регулировки выходного напряжения.
Последовательный резистор на плюсовом входе питания можно рассчитать по закону Ома:
R = Vi / I = Vi / 0,1
Здесь Vi — это вход питания, который должен быть ниже 35 В. 0,1 или 100 мА — это Максимальный шунтирующий ток, указанный в спецификации ИС, а R — резистор в Ом.
Расчет резисторов шунтирующего регулятора
Следующая формула подходит для получения значений различных компонентов, используемых для фиксации шунтирующего напряжения.
Vo = (1 + R1 / R2) Vref
В случае, если 78XX необходимо использовать вместе с устройством, можно использовать следующую схему:
Земля катода TL431 соединена с контактом заземления 78XX. Выход из 78XX IC связан с цепью делителя потенциала, которая определяет выходное напряжение.
Детали можно идентифицировать по формуле, показанной на схеме.
Приведенные выше конфигурации ограничены максимальным током на выходе 100 мА.Для увеличения тока можно использовать транзисторный буфер, как показано на следующей схеме.
На приведенной выше схеме расположение большинства деталей аналогично конструкции первого шунтирующего регулятора, за исключением того, что здесь катод снабжен положительным резистором, а точка также становится базовым триггером подключенного буферного транзистора.
Выходной ток будет зависеть от величины тока, который транзистор может потреблять.
На приведенной выше диаграмме мы видим два резистора, значения которых не указаны, один последовательно с входной линией питания, другой — на базе транзистора PNP.
Резистор на входе ограничивает максимально допустимый ток, который может быть поглощен или шунтирован транзистором PNP. Это можно рассчитать так же, как обсуждалось ранее для первой схемы регулятора TL431. Этот резистор защищает транзистор от сгорания из-за короткого замыкания на выходе.
Резистор на базе транзистора не критичен и может произвольно выбирать любое значение от 1 кОм до 4 кОм.
Области применения ИС TL431
Хотя приведенные выше конфигурации могут быть использованы в любом месте, где могут потребоваться установка напряжения точности и ссылки, он широко используется в схемах SMPS в настоящее время для формирования точного опорного напряжения для подключенного опто ответвителя, который в Turn побуждает входной МОП-транзистор SMPS отрегулировать выходное напряжение точно до желаемых уровней.