Comprensión del TL431: una guía completa de los reguladores de derivación de precisión
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TL431 es un chip integrado de referencia de precisión controlado de tres terminales con buena estabilidad de temperatura.Debido a su alta precisión, corriente de corriente de baja inactividad y ruido de salida, se usa ampliamente en una variedad de dispositivos electrónicos, como control automático, administración de energía y conversión de energía.Para ayudar a todos a comprender mejor a TL431, este artículo ha compilado información relevante sobre TL431, ven y eche un vistazo.
¿Qué es el regulador TL431?
TL431 es un regulador de derivación de precisión ajustable de 2.50V a 36V producido conjuntamente por Texas Instruments Incorporated (TI) y Motorola Incorporated en los EE. UU. Tiene la capacidad de la salida de corriente ajustable, y es un tipo de fuente de voltaje de referencia.La serie de productos TL431 incluye TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, con 6 modelos.La serie TL431 consta de seis modelos.La estructura del circuito interno de estos modelos es idéntica, solo una ligera diferencia en los indicadores técnicos individuales.Debido a que el TL431 tiene las ventajas del tamaño pequeño, el voltaje de referencia ajustable de precisión y la corriente de salida grande, se puede usar para hacer una variedad de reguladores.Sus características de rendimiento incluyen un voltaje de salida ajustable continuamente hasta 36 V, un amplio rango de corriente de funcionamiento de 0.1mA a 100 mA, una resistencia dinámica típica de 0.22 ohmios y baja salida espuria.Además, tiene un voltaje de entrada máximo de 37V, una corriente de funcionamiento máxima de 150 mA, un voltaje de referencia interno de 2.5V y un rango de voltaje de salida de 2.5V a 30V.
Alternativas y equivalentes:
• tl431bilpre3
Características principales de TL431
Las características principales de TL431 incluyen:
Alta precisión: la precisión de voltaje de referencia del TL431 puede alcanzar ± 2 por ciento o más, lo que lo hace capaz de proporcionar voltajes de salida estables y precisos en un amplio rango de voltajes.
Buen rendimiento dinámico: TL431 tiene una respuesta dinámica rápida.Puede ajustar rápidamente el voltaje de salida cuando cambia la carga de la fuente de alimentación, para mantener una salida estable de la fuente de alimentación.
Diseño de circuito simplificado: dado que el TL431 integra un amplificador de error y una fuente de voltaje de referencia, puede simplificar el diseño del circuito, reducir el tamaño del circuito y reducir el costo de la fuente de alimentación en el diseño de la fuente de alimentación.
Voltaje de salida ajustable: el voltaje de salida de TL431 puede ajustarse mediante dos resistencias externas, y su rango de ajuste es de 2.5V a 36V, lo que es suficiente para satisfacer las necesidades de diferentes circuitos de suministro de alimentación.
Calificaciones TL431
Las clasificaciones de corriente, voltaje y potencia de cualquier dispositivo muestran sus requisitos de potencia, es decir, cuánta corriente y voltaje son suficientes para su funcionamiento.La siguiente tabla proporciona las clasificaciones de corriente, potencia y voltaje del TL431.
¿Cómo medir la calidad de TL431?
Para medir si el rendimiento de TL431 es bueno, necesitamos identificar sus pines como terminal de referencia, ánodo y cátodo.Después de confirmar los pines, podemos seguir los pasos a continuación para medir.Primero, ajustamos el rango del multímetro al bloque RXLK, conectamos la pluma negra al ánodo y el bolígrafo rojo al cátodo.Lo que se mide en este momento es la resistencia hacia adelante de TL431.A continuación, intercambiamos los cables de la prueba, es decir, la pluma negra está conectada al cátodo y el bolígrafo rojo está conectado al ánodo.En este momento, se debe mostrar una resistencia inversa infinita.Esto significa que cuando la corriente fluye desde el ánodo al cátodo, el TL431 se puede activar normalmente;y cuando la corriente fluye desde el cátodo al ánodo, el TL431 se apaga.A continuación, todavía mantenemos el rango del multímetro en el bloque RXLK, conectamos la pluma negra al terminal de referencia y la pluma roja al cátodo.En este momento, no debería haber corriente que fluya a través de ella, es decir, no hay indicios en el medidor.Luego, cuando tocamos el bolígrafo negro con una mano y el ánodo con la otra mano, el puntero debe balancearse significativamente.Cuando se cumple esta situación, el pin tocado a mano es el terminal de referencia.El paso final es cortocircuitar el terminal de referencia y el ánodo, es decir, permitir que la corriente fluya desde el terminal de referencia y el ánodo al mismo tiempo.En este caso, si el cable de prueba negro está conectado al cátodo y el cable de prueba rojo está conectado al ánodo, generalmente habrá una caída de voltaje más pequeña;Por el contrario, si el cable de prueba negro está conectado al ánodo y el cable de prueba rojo está conectado al cátodo, generalmente habrá una caída de voltaje relativamente grande.El principio de esta medición se basa en las diferentes caídas de voltaje de TL431 durante la conducción hacia adelante e inversa.
¿Para qué se puede usar?
• Monitor de voltaje
• Circuito de palanca
• Regulador de derivación
• Limitador de corriente de precisión
• Regulador de derivación de alta corriente
• convertidor PWM con referencia
• Regulador de series de alta corriente de precisión
¿Cómo distinguir los tres pines de TL431?
TL431 tiene tres pines, que son terminales de referencia, ánodo y cátodo.Para distinguir estos tres pines, podemos organizarlos de izquierda a derecha con el logotipo que nos enfrenta.Específicamente, el terminal de referencia es el pin utilizado para ingresar el voltaje de referencia;El ánodo es el pin a través del cual fluye la corriente;y el cátodo es el pin a través del cual fluye la corriente.En aplicaciones prácticas, el cátodo generalmente está conectado al polo positivo de la fuente de alimentación a través de una resistencia limitante de corriente, mientras que el ánodo está conectado al polo negativo de la fuente de alimentación.Su diagrama de pin es el siguiente:
Pin 1 (referencia): este pin establece la clasificación de voltaje del diodo Zener.
Pin 2 (ánodo): Ánodo del diodo Zener equivalente
Pin 3 (cátodo): cátodo del diodo Zener equivalente
Estructura y principio de funcionamiento de TL431
TL431 es un regulador de derivación ajustable de tres terminal con excelente estabilidad.A menudo se usa como referencia de voltaje ajustable.Su estructura externa consta de tres pines: cátodo, ánodo y voltaje de referencia.La estructura interna es como se muestra en la figura.En la mayoría de las aplicaciones del TL431, el ánodo generalmente está conectado a la tierra, y una porción de la corriente del cátodo fluye a través de la fuente de corriente del espejo en la esquina inferior izquierda del diagrama de bloques.La caída de voltaje generada por esta corriente en la resistencia, más la caída de voltaje entre la base B y el emisor E del transistor, juntos constituyen el voltaje de referencia de 2.5V.La estructura de la etapa intermedia de TL431 es equivalente a un circuito de amplificador diferencial, mientras que su etapa de salida adopta una estructura de Darlington.Por lo tanto, TL431 no solo tiene una función de referencia de voltaje integrada internamente, sino que también integra la función de un circuito de amplificador operacional.
Según su función, el TL431 consiste en un voltaje de referencia de 2.5V integrado internamente, un amplificador operacional diferencial y un transistor de colección abierto.A continuación se muestra un diagrama simplificado del TL431.Cuando el voltaje en el pasador de voltaje de referencia es más bajo que el voltaje de referencia interno de 2.5V, el amplificador operacional genera un nivel bajo, momento en el que el triodo está en el estado apagado, no fluye la corriente en el TL431 (ignorando la pequeña fugaactual);y cuando el voltaje en el pasador de voltaje de referencia es más alto que el voltaje de referencia interno, el amplificador operacional genera un nivel alto, el triodo conduce y extrae corriente desde el cátodo, y entra en la región de saturación rápidamente.Solo cuando el voltaje en el pasador de voltaje de referencia está muy cerca del voltaje de referencia, el triodo funcionará en el área de amplificación, desde el cátodo para extraer una corriente constante.El análisis muestra que en la fuente de alimentación de conmutación, la estructura original que requiere un voltaje de referencia discreto y el amplificador operacional para la retroalimentación puede ser bien reemplazado por TL431.
Precauciones para la aplicación TL431
Al usar TL431, debemos prestar atención a los siguientes aspectos:
Presta atención al tamaño actual
La corriente mínima que fluye a través del TL431 debe mantenerse por encima de 1 mA, de lo contrario perderá su rendimiento de regulación de voltaje.Al mismo tiempo, la corriente máxima no puede exceder los 100 mA para evitar dañar el TL431.
Corriente de retención mínima y voltaje mínimo de cátodo
Dado que la corriente del cátodo mantiene el voltaje de referencia interno de TL431, y esta corriente debe ser más alta que un cierto umbral para garantizar un funcionamiento normal, se debe pagar especial atención durante la aplicación: cuando el polo de salida de TL431 está en el corte-Estado fuera de lugar, el cátodo aún necesita mantener una corriente de retención superior a 0.2MA;Cuando el polo de salida está en saturación, el voltaje entre los polos debe ser al menos mayor que 2.2V para garantizar que el TL431 pueda funcionar normalmente.
Presta atención al consumo de energía
Tomando el paquete común a 92 como ejemplo, el consumo máximo de energía de TL431 es 0.7W.De hecho, el consumo de energía P de TL431 en el circuito puede calcularse mediante la fórmula P = Vo*I, donde VO es el voltaje de salida e I es la corriente a través de TL431.Por lo tanto, cuando la salida no excede 5V, el TL431 puede generar una corriente máxima de 140 mA;Cuando el voltaje de salida es de 7V, solo puede generar una corriente de 10 mA debido a limitaciones de consumo de energía.Típicamente, el consumo de energía del TL431 varía de 0.5W a 1.2W.Cuando funciona a alta temperatura, alta voltaje o alta corriente, debemos prestar especial atención a la ventilación, la disipación de calor y la seguridad del circuito general para evitar la degradación o el daño del rendimiento causado por el consumo excesivo de energía.
Presta atención a la selección de las resistencias de muestreo R1 y R2
Al seleccionar materiales y establecer, debemos dar prioridad a las resistencias de precisión del mismo tipo con un pequeño coeficiente de temperatura, bajo ruido y una gran capacidad de potencia para garantizar la estabilidad y la confiabilidad.De acuerdo con la fórmula VO = 2.5*(1+R1/R2), cuando VO es un máximo de 36V, podemos calcular que la relación máxima de R1 a R2 es 13.4, es decir, el valor máximo de R1 debe ser 13.4 vecesel de R2.Además, debido a la alta ganancia de circuito abierto y la velocidad de respuesta rápida de TL431, cuando el punto de muestreo (es decir, el punto de conexión de R1 y R2) está lejos de los dos polos, el circuito es propenso a sobrepasar a sí mismoexcitación.Por lo tanto, al diseñar y usar, debemos prestar especial atención a la ubicación del punto de muestreo para evitar esta situación.
Preguntas frecuentes [Preguntas frecuentes]
1. ¿Es TL431 un diodo Zener?
Es un diodo Zener, que es programable.El voltaje de salida varía de 2.5 voltios a 36 voltios.La tolerancia de voltaje de salida será +-4 por ciento, la corriente de salida o la corriente de sumidero varían de 1 mA a 100 mA.
2. ¿Cuál es la diferencia entre TL431 y TLV431?
El TL431 es la referencia de voltaje de derivación estándar original.El TLV431 es una opción de referencia de voltaje más baja del TLV, pero también tiene algunas especificaciones diferentes.
3. ¿Cuál es la función de TL431?
El TL431 en la configuración de bucle abierto a menudo se usa como comparador de voltaje, monitor de subtensión, monitor de sobretensión, detector de voltaje de la ventana y muchos otros tipos de usos.El TL431 es una referencia de voltaje de derivación comúnmente utilizada para estas aplicaciones.
4. ¿Cuál es el equivalente de un transistor TL431?
Cuando TL431 está dañado, si no hay reemplazo del mismo modelo, se puede reemplazar directamente con KA431, μA431, LM431, YL431, S431, etc. TL431 Las letras de sufijo indican nivel de producto y rango de temperatura de funcionamiento.
5. ¿Cuáles son las características de TL431?
Los dispositivos TL431 y TL432 son reguladores de derivación ajustables de tres terminales, con estabilidad térmica especificada sobre rangos de temperatura automotrices, comerciales y militares aplicables.El voltaje de salida se puede establecer en cualquier valor entre VREF (aproximadamente 2.5 V) y 36 V, con dos resistencias externas.