電子回路を設計する場合、低電力電圧レギュレータまたは基準電圧源が必要になることがよくあります。多くの固定電圧は、調整されていない一体型スタビライザーによって閉じられます。調整可能なビルド チップLM317、しかしそれは特定の固有の欠陥としばしば不必要な機能を持っています。多くの場合、TL431チップが問題を解決し、2.5〜36Vに調整できる低電力の安定した電圧源を得ることができます。
TL431チップとは
20世紀の70年代に開発されたこのマイクロ回路は、「調整可能なツェナーダイオード」と呼ばれることが多く、図では、アノードとカソードという2つの古典的な結論を持つツェナーダイオードとして指定されています。 3番目の結論もあります。その目的については後で説明します。マイクロアセンブリのように見えます ツェナーダイオード まったく思い出せません。従来のマイクロサーキットと同様に、いくつかのパッケージオプションで製造されています。当初、オプションは穴のあるボード（真の穴）に対してのみ作成されていましたが、SMDテクノロジーの開発により、TL431は、ピン数の異なる一般的なSOTを含む表面実装パッケージに「パック」され始めました。操作に必要な最小の脚数は3です。場合によっては、より多くのピンが含まれます。余分な脚はどこにも接続されていないか、重複しています。
TL431の主な機能
主な特徴。その知識は、電子回路の開発で発生するタスクの90％以上を実行するのに十分です。
- 出力電圧制限-2.5...36 V（最近のレギュレータには1.5 Vの下限があるため、これはマイナスに起因する可能性があります）。
- 最大電流は100mAです（これは小さく、中電力のツェナーダイオードに匹敵するため、マイクロ回路に過負荷をかけないでください。保護されていません）。
- 内部抵抗（同等の2端子ネットワークのインピーダンス）-約0.22オーム;
- 動的抵抗-0.2...0.5オーム;
- パスポート値Uref=2.495 V、精度-シリーズに応じて、±0.5％から±2％。
- TL431С–0…+70°Сの動作温度範囲、TL431A –マイナス40…+85°Сの動作温度範囲。
パラメータの温度依存性のグラフを含む他の特性は、データシートに記載されています。しかし、ほとんどの場合、それらは必要ありません。
結論の目的と操作の原則
マイクロ回路の内部構造を分析すると、ツェナーダイオードとの比較はかなり恣意的であることが明らかになります。
何よりも、TL431の構造はコンパレータに似ています。 2.5Vの基準電圧Vrefが反転出力に印加されます。この電圧は安定しているので、出力も安定します。非反転出力が出されます。印加電圧が基準電圧を超えない場合は、 コンパレータ出力 ゼロ、トランジスタが閉じており、電流は流れません。直接入力の電圧が2.5Vを超えると、差動アンプの出力に正のレベルが現れ、トランジスタが開き、電流が流れ始めます。この電流は外部抵抗によって制限されます。この動作は、逆電圧が印加されたときのツェナーダイオードのアバランシェ降伏に似ています。ダイオードは、マイクロ回路の逆スイッチオンから保護するように設計されています。
重要！ 電圧リファレンスピンは未接続のままにしないでください。最低4µAの電流が必要です。
実際、このスキームは条件付きです。これは、作業の性質を説明する場合にのみ適しています。実際には、すべてが他の原則に従って実装されます。したがって、回路内では、基準電圧が2.5Vのポイントを見つけることができません。
スイッチング回路の例
TL431スイッチング回路のオプションの1つは、従来のコンパレータです。その上にある種のしきい値リレーを構築できます。たとえば、レベルリレー、照明リレーなどです。基準電圧源のみが内蔵されており、調整できないため、センサーを流れる電流と電圧降下が調整されます。
センサーに2.5Vが低下するとすぐに、マイクロ回路の出力トランジスタが開き、LEDに電流が流れて点灯します。 LEDの代わりに、負荷を切り替える低電力リレーまたはトランジスタスイッチを使用できます。抵抗R1を使用して、コンパレータの動作レベルを調整できます。 R2はバラストとして機能し、LEDを流れる電流を制限します。
しかし、そのような包含は、TL431のすべての機能を使用することを可能にするわけではありません-コンパレータは、そのようなリレーにより適した他のマイクロ回路上に構築することができます。同じアセンブリが他の目的のために設計されています。
パラレルレギュレータモードでTL431をオンにするための最も簡単な回路は、2.5 Vの基準電圧源です。このために必要なのは、バラストのみです。 抵抗器、出力トランジスタを流れる電流を制限します。
重要！ 従来のツェナーダイオードスイッチング回路とは異なり、出力と並列にコンデンサを取り付けないでください。これにより、寄生発振が発生する可能性があります。開発者は出力ノイズを低減するための対策を講じているため、通常は必要ありません。しかし、このため、従来のツェナーダイオードのように、マイクロ回路をノイズ発生器の基礎として使用することはできません。
より完全には、マイクロ回路の機能は、抵抗R1とR2によって形成されるフィードバック回路で使用されます。
電源を投入すると、出力電圧が上昇し、数マイクロ秒以内に安定します（スルーレートは標準化されていません）。 Ustabが設定されています 仕切り、式Ustab = 2.495 *（1 + R2 / R1）で計算できます。計算するときは、このような介在物の内部抵抗が（1 + R2 / R1）倍に増加することに注意する必要があります。
追加の電源をオンにすることで、従来の方法でスタビライザーの負荷容量を増やすことができます バイポーラトランジスタ.
重要！ トランジスタは必然的にフィードバックループ回路に含まれます。
このような包含により、回路が並列レギュレータに変換され、入力電圧が出力電圧を超える必要があります。その効率は、Uout/Uin比を超えることはできません。これはスタビライザーのパラメーターを悪化させるので、電界効果トランジスターを使用する方が良いです、それの電圧降下はより少ないです。
ここでは、入力電圧と出力電圧の差が小さいため効率は高くなりますが、トランジスタゲートには追加の電源が必要です。その電圧はVinを超える必要があります。
TL431では、電流スタビライザーを組み立てることができます。
トランジスタのコレクタ回路の電流は、Istab \ u003d Vref/R1に等しくなります。
同じ回路が2端子ネットワークの形で含まれている場合、電流リミッターが取得されます。
電流はIo=Vref / R1+Ikaに制限されます。バラスト抵抗の値は、条件Rb = Uin（Io / hfe + Ika）から選択する必要があります。ここで、hfeはトランジスタのゲインです。この機能を備えたマルチメータで測定できます。
アマチュア無線家は、非標準のインクルージョンでマイクロ回路を使用します。 TL431は自励する傾向があり、これは欠点です。しかし、これはそれを電圧制御発電機として使用することを可能にします。これを行うには、コンデンサを出力に取り付けます。
アナログは何ですか
マイクロサーキットは、専門家や電子機器愛好家の世界で高い人気を誇っています。そのため、多くのメーカーが製造しています。世界的に有名な企業であるテキサスインスツルメンツ（開発者として）、モトローラ、フェアチャイルドセミコンダクターなどが、元の名前でマイクロ回路を製造しています。以前にリリースされたTL430スタビライザーは言うまでもなく、Vref = 2.75 Vで、最大動作電流は1.5倍に増加しました。しかし、このマイクロ回路は需要が少なく、SMD実装の時代の初めまで生きていませんでした。
他のメーカーは、他の文字インデックスを使用して電圧レギュレーターを製造していますが、名前には常に431という数字が含まれています（そうでない場合、消費者は未知のマイクロ回路に注意を払わないでしょう）。市場には次のものがあります。
- KA431AZ;
- KIA431;
- HA17431VP;
- IR9431N
および機能が類似した他のマイクロ回路。ただし、ほとんど知られていないメーカーの製品は、パラメーターへの準拠を保証するものではありません。
国内のアナログであるKR142EN19Aがあり、KT-26パッケージで製造されています（低電力トランジスタと同様）。元のチップと完全に似ていますが、いくつかの特性がわずかに異なります。したがって、内部抵抗は<0.5オーム以内で正規化されます。
言及する価値があるのはSG6105PWMコントローラーです。 TL431とまったく同じ2つの内部スタビライザーが含まれています。それらは別々の端子を持ち、基準電圧源として使用できます。
TL431チップの性能を確認する方法
マイクロ回路の内部構造はかなり複雑であるため、1人のテスターで確認することはできません。いずれにせよ、あなたはある種の計画を集める必要があるでしょう。安定化電源がある場合は、3つの抵抗と1つのLEDが必要です。
電源の電圧は36V以下でなければなりません。R1は、最大電圧でLEDを流れる電流が10〜15mAを超えないように選択されます。 R1とR3の比率は、最大電源電圧で2.5 V以上がR3に、できれば3以上になるようにする必要があります。出力電圧が0 Vから上昇してR3のしきい値に達すると、LEDが点滅します。これは、マイクロ回路が機能していることを意味します。 LEDを取り付けることはできませんが、陰極の電圧を測定するだけです。急激に変化するはずです。
安定化された電源がないが、定電圧の電源がある場合は、R3の代わりにポテンショメータを使用する必要があります。エンジンが両方向に回転すると、LEDが点灯して消灯します。
電子部品市場は、非常に幅広い統合電圧レギュレータを提供しています。しかし、その範囲は非常に広いため、多くの種類のマイクロ回路が市場にニッチ市場を持っています。 TL431を含む。
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