在設計電子電路時，通常需要低功率穩壓器或參考電壓源。許多固定電壓由未調節的積分穩定器閉合。可調節構建 芯片LM317，但它具有某些固有的缺陷和通常不必要的功能。在很多情況下，TL431 芯片會解決這個問題，讓您獲得可在 2.5 至 36 V 範圍內調節的低功耗穩定電壓源。
什麼是TL431芯片
這種在 20 世紀 70 年代開發的微電路通常被稱為“可調齊納二極管”，在圖中被指定為具有兩個經典結論的齊納二極管 - 陽極和陰極。還有第三個結論，其目的將在後面討論。看起來像一個微型裝配體 齊納二極管 完全不記得了。與傳統的微電路一樣，它採用多種封裝選項生產。最初，僅針對帶孔（真孔）板進行選擇，隨著 SMD 技術的發展，TL431 開始被“封裝”到表面貼裝封裝中，包括具有不同引腳數的流行 SOT。操作所需的最小支腳數為 3。某些情況下包含更多引腳。多餘的腿要么沒有在任何地方連接，要么重複。
TL431 的主要特點
主要特徵，其知識足以執行電子電路開發中出現的 90% 以上的任務：
- 輸出電壓限制 - 2.5 ... 36 V（這可歸因於缺點，因為現代穩壓器的下限為 1.5 V）；
- 最高電流為100毫安（它很小，相當於一個中等功率的齊納二極管，所以你不應該讓微電路過載，它沒有保護）；
- 內阻（等效兩端網絡的阻抗） - 約 0.22 歐姆；
- 動態電阻 - 0.2 ... 0.5 歐姆；
- 護照值 Uref = 2.495 V，精度 - 取決於系列，從 ± 0.5% 到 ± 2%；
- TL431С 的工作溫度範圍 – 0…+70 °С，TL431A – 負 40…+85 °С。
其他特性，包括參數與溫度的關係圖，可以在數據表中找到。但在大多數情況下，它們是不需要的。
結論的目的和操作原則
當分析微電路的內部結構時，很明顯與齊納二極管的比較是相當隨意的。
最重要的是，TL431 的結構類似於比較器。 2.5 V 的參考電壓 Vref 被施加到反相輸出。這個電壓是穩定的，所以輸出也會穩定。帶出同相輸出。如果施加在其上的電壓不超過參考電壓， 比較器輸出 零，晶體管關閉，沒有電流流動。如果直接輸入端的電壓超過 2.5 V，則差分放大器的輸出端出現正電平，晶體管打開，電流開始流過它。該電流受外部電阻限制。這種行為類似於當施加反向電壓時齊納二極管的雪崩擊穿。二極管旨在防止微電路反向開啟。
重要的！ 電壓參考引腳不得懸空，並且需要至少 4µA 的電流。
事實上，這個方案是有條件的——它只適用於解釋工作的性質。實際上，一切都是根據其他原則來實現的。因此，在電路內部，您找不到參考電壓為 2.5 V 的點。
開關電路示例
TL431 開關電路的選項之一是傳統比較器。您可以在其上構建某種閾值繼電器 - 例如，液位繼電器、照明繼電器等。只有參考電壓源是內置的，不能調節，因此，通過傳感器的電流和電壓降被調節。
一旦傳感器上的電壓下降 2.5 V，微電路的輸出晶體管就會打開，電流流過 LED 並點亮。您可以使用低功率繼電器或晶體管開關代替 LED 來切換負載。電阻器 R1 可用於調整比較器的操作電平。 R2 用作鎮流器並限制通過 LED 的電流。
但這樣的包含並不能使用 TL431 的所有功能 - 比較器可以構建在更適合此類繼電器的任何其他微電路上。相同的組件是為其他目的而設計的。
在並聯穩壓器模式下開啟 TL431 的最簡單電路是 2.5 V 參考電壓源。為此，只需要一個鎮流器 電阻器，這將限制通過輸出晶體管的電流。
重要的！ 與經典的齊納二極管開關電路不同，您不應在輸出端並聯一個電容器。這會導致寄生振盪。一般來說，不需要，因為開發人員已採取措施降低輸出噪聲。但正因為如此，微電路不能像傳統的齊納二極管那樣用作噪聲發生器的基礎。
更充分地，微電路的功能用於由電阻器 R1 和 R2 形成的反饋電路。
通電後，輸出電壓會在幾微秒內上升並穩定下來（轉換速率未標準化）。 Ustab 已設置 分隔線，可以通過公式Ustab=2.495*(1+R2/R1)計算。計算時必須牢記，這種夾雜物的內阻會增加 (1 + R2 / R1) 倍。
您可以通過打開額外的經典方式來增加穩定器的負載能力 雙極晶體管.
重要的！ 晶體管必須包含在反饋迴路電路中。
這種包含將電路轉換為並聯穩壓器，要求輸入電壓超過輸出電壓。它的效率不能超過 Uout/Uin 比率。這會使穩壓器的參數變差，因此最好使用場效應晶體管，其上的電壓降較小。
在這裡，由於輸入和輸出電壓之間所需的差異較小，效率較高，但晶體管柵極需要額外的電源 - 其電壓必須超過 Vin。
在 TL431 上，您可以組裝電流穩定器。
晶體管集電極電路中的電流將等於 Istab \u003d Vref / R1。
如果相同的電路以兩端網絡的形式包括在內，則將獲得限流器。
電流將被限制在 Io=Vref/R1+Ika。鎮流電阻的值必須從條件 Rb=Uin(Io/hfe+Ika) 中選擇，其中 hfe 是晶體管增益。可以用具有此功能的萬用表測量。
無線電愛好者在非標準夾雜物中使用微電路。 TL431有自激傾向，這是一個缺點。但這使得它可以用作電壓控制的發電機。為此，在輸出端安裝了一個電容器。
什麼是類似物
該微電路在專業人士和電子愛好者的世界中具有很高的知名度。因此，它由許多製造商生產。世界著名公司德州儀器（作為開發商）、摩托羅拉、飛兆半導體等都以原名生產微電路。之前發布的 TL430 穩壓器就更不用說了，Vref = 2.75 V，最大工作電流提高了一倍半。但這種微電路的需求較少，並沒有達到 SMD 安裝時代的開始。
其他製造商生產具有其他字母索引的電壓調節器，但它們的名稱中始終包含數字 431（否則消費者根本不會注意未知的微電路）。市場上有：
- KA431AZ;
- 起亞431；
- HA17431VP;
- IR9431N
和其他功能相似的微電路。但鮮為人知和未知製造商的產品不保證符合參數。
有一個國產模擬 - KR142EN19A，生產在 KT-26 封裝（類似於低功率晶體管）。它與原始芯片完全相似，但有些特性略有不同。因此，內部電阻在 <0.5 Ohm 內歸一化。
值得一提的是SG6105 PWM控制器。它包含兩個內部穩定器，與 TL431 完全相同。它們具有獨立的端子，可用作參考電壓源。
如何檢查TL431芯片的性能
微電路的內部結構相當複雜，因此無法由一個測試儀檢查。無論如何，您將不得不收集某種方案。如果有穩壓電源，則需要三個電阻器和一個 LED。
電源電壓不得超過 36 V。選擇 R1 時，應確保在最大電壓下，通過 LED 的電流不超過 10-15 mA。 R1 和 R3 的比率應使得在最大源電壓時，R3 上的電壓超過 2.5 V，最好大於 3。當輸出電壓從 0 V 上升到 R3 上的閾值時，LED 將閃爍，這意味著微電路正在工作。您不能安裝 LED，而只需測量陰極電壓 - 它應該會突然變化。
如果沒有穩壓電源，但有恆壓電源，則必須使用電位器代替 R3。當發動機雙向旋轉時，LED 應點亮並熄滅。
電子元件市場提供了非常廣泛的集成電壓調節器。但范圍非常廣泛，因此許多類型的微電路在市場上都有自己的利基。包括TL431。
類似文章：
