Как правильно использовать tl431 в схемах стабилизации напряжения. Каковы основные параметры и характеристики tl431. Как проверить работоспособность tl431 мультиметром. Какие есть варианты применения tl431 в электронных устройствах.
Что такое TL431 и принцип его работы
TL431 — это программируемый источник опорного напряжения или регулируемый стабилитрон. Он представляет собой интегральную микросхему, содержащую более десятка транзисторов и других компонентов.
Основной принцип работы TL431 заключается в поддержании постоянного напряжения на выходе при изменении входного напряжения или тока нагрузки. Это достигается за счет внутреннего источника опорного напряжения 2,5 В и операционного усилителя.
Как работает TL431 в схеме стабилизации?
1. Когда напряжение на управляющем электроде меньше 2,5 В, внутренний транзистор закрыт и ток через TL431 не течет.
2. При превышении напряжения 2,5 В транзистор открывается и начинает пропускать ток.
3. Чем больше напряжение превышает 2,5 В, тем сильнее открывается транзистор, увеличивая ток.
4. За счет этого выходное напряжение стабилизируется на уровне, заданном внешней цепью обратной связи.
Основные характеристики и параметры TL431
TL431 обладает следующими ключевыми параметрами:
- Диапазон рабочих напряжений: 2,5 — 36 В
- Максимальный ток: 100 мА
- Опорное напряжение: 2,5 В ± 2%
- Температурный коэффициент: 50 ppm/°C
- Выпускается в корпусах TO-92, SOT-23 и др.
Какая точность опорного напряжения у разных модификаций TL431?
Точность опорного напряжения 2,5 В зависит от модификации TL431:
- Без буквы в маркировке: ±2%
- С буквой A: ±1%
- С буквой B: ±0,5%
Схемы включения TL431 в стабилизаторах напряжения
Существует несколько базовых схем включения TL431 для стабилизации напряжения:
Параллельная схема
TL431 включается параллельно нагрузке. Резистор R1 ограничивает ток. Напряжение на выходе определяется делителем R2-R3.
Последовательная схема
TL431 включается последовательно с нагрузкой. Транзистор VT1 выполняет роль регулирующего элемента. Выходное напряжение задается делителем R2-R3.
Схема с операционным усилителем
Операционный усилитель увеличивает коэффициент усиления схемы, повышая точность стабилизации. TL431 используется как источник опорного напряжения.
Как рассчитать номиналы резисторов для TL431
Для расчета резисторов в схеме с TL431 используется формула:
Vout = Vref * (1 + R1/R2)
Где:
- Vout — требуемое выходное напряжение
- Vref — опорное напряжение TL431 (2,5 В)
- R1, R2 — резисторы делителя обратной связи
Пример расчета для выходного напряжения 5 В:
- Задаем R2 = 1 кОм
- R1 = R2 * (Vout/Vref — 1) = 1000 * (5/2,5 — 1) = 1000 Ом
- Округляем до ближайшего стандартного номинала 1 кОм
Проверка работоспособности TL431 мультиметром
- Подключить источник питания 5 В
- Последовательно с TL431 включить резистор 100 Ом и светодиод
- На управляющий вывод подать напряжение через потенциометр
- Измерить напряжение на управляющем выводе
Как интерпретировать результаты проверки?
1. При напряжении менее 2,5 В светодиод не должен гореть
2. При достижении 2,5 В светодиод должен начать светиться
3. Дальнейшее увеличение напряжения не должно менять яркость светодиода
Если наблюдается такое поведение, TL431 исправен. В противном случае элемент неисправен и подлежит замене.
Применение TL431 в различных электронных устройствах
TL431 широко используется в различной электронной аппаратуре благодаря своей универсальности:
Источники питания
В импульсных и линейных источниках питания TL431 применяется для стабилизации выходного напряжения и организации обратной связи.
Зарядные устройства
TL431 позволяет создать простые схемы контроля заряда аккумуляторов, обеспечивая ограничение тока и напряжения.
Измерительные приборы
Благодаря стабильному опорному напряжению TL431 используется в различных измерительных схемах, например, в вольтметрах.
Системы управления
TL431 применяется для формирования пороговых уровней в компараторах и схемах защиты от перенапряжения.
Преимущества и недостатки использования TL431
TL431 обладает рядом достоинств, но также имеет некоторые ограничения:
Преимущества TL431:
- Широкий диапазон рабочих напряжений
- Высокая точность и температурная стабильность
- Простота применения
- Низкая стоимость
- Наличие отечественных аналогов
Недостатки и ограничения:
- Относительно небольшой максимальный ток (100 мА)
- Необходимость внешних компонентов для работы
- Чувствительность к помехам в цепи управления
Альтернативы TL431 и их сравнительные характеристики
Существуют альтернативные компоненты, которые могут использоваться вместо TL431 в некоторых приложениях:
Стабилитроны
Преимущества: простота, дешевизна. Недостатки: фиксированное напряжение, меньшая точность.
Линейные стабилизаторы (например, LM317)
Преимущества: бóльший выходной ток, встроенная защита. Недостатки: больший минимальный перепад напряжений.
Специализированные ИМС (например, MAX6102)
Преимущества: сверхнизкий температурный дрейф, малый ток потребления. Недостатки: высокая стоимость, меньшая доступность.
Выбор альтернативы зависит от конкретных требований к устройству: точности, энергоэффективности, стоимости и других факторов.
Как проверить источник опорного напряжения TL431
Добрый день, друзья!
Сегодня мы с вами познакомимся с еще одной «железкой», которая используется в компьютерной технике. Она применяется не так часто, как, скажем, транзистор или диод, но тоже достойна внимания.
Что это такое – источник опорного напряжения TL431?
В блоках питания персональных компьютеров можно встретить микросхему источника опорного напряжения (ИОН) TL431.
Можно рассматривать ее как регулируемый стабилитрон.
Но это именно микросхема, так как в ней помещено более десятка транзисторов, не считая других элементов.
Стабилитрон – это такая штуковина, которая поддерживает (стремится поддержать) постоянное напряжение на нагрузке. «А зачем это нужно?» – спросите вы.
Дело в том, что микросхемы, из которых состоит компьютер – и большие и малые – могут работать лишь в определенном (не очень большом) диапазоне питающих напряжений.
При превышении диапазона весьма вероятен выход их из строя.
Поэтому в блоках питания (не только компьютерных) применяются схемы и компоненты для стабилизации напряжения.
При определенном диапазоне напряжений между анодом и катодом (и определенном диапазоне токов катода) микросхема обеспечивает на своем выходе ref опорное напряжение 2,5 В относительно анода.
Используя внешние цепи (резисторы) можно варьировать напряжение между анодом и катодом в достаточно широких пределах – от 2,5 до 36 В.
Таким образом, нам не нужно искать стабилитроны на определенное напряжение! Можно просто изменять номиналы резисторов и получить нужное нам уровень напряжения.
В компьютерных блоках питания существует источник дежурного напряжения + 5VSB.
Если вилка блока питания вставлена в сеть, оно присутствует на одном из контактов основного питающего разъема — даже если компьютер не включен.
При этом часть компонентов материнской платы компьютера находится под этим напряжением.
Именно с помощью него и происходит запуск основной части блока питания – сигналом с материнской платы. В формировании этого напряжения часто участвует и микросхема TL431.
При выходе ее из строя величина дежурного напряжения может отличаться — и довольно сильно — от номинальной величины.
Чем это может нам грозить?
Если напряжение +5VSB будет больше чем надо, компьютер может «зависать», так как часть микросхем материнской платы питается повышенным напряжением.
Иногда такое поведение компьютера вводит неопытного ремонтника в заблуждение. Ведь он измерил основные питающие напряжения блока питания +3,3 В, +5 В, +12 В – и увидел, что они находятся в пределах допуска.
Он начинает копать в другом месте и тратит массу времени на поиск неисправности.
А надо было просто измерить и напряжение дежурного источника!
Напомним, что напряжение +5VSB должно находиться в пределах 5% допуска, т.е. лежать в диапазоне 4,75 – 5,25 В.
Если напряжение дежурного источника будет меньше необходимого, компьютер может вообще не запуститься.
Как проверить TL431?
«Прозвонить» эту микросхему как обычный стабилитрон нельзя.
Чтобы убедиться в ее исправности, нужно собрать небольшую схему для проверки.
При этом выходное напряжение в первом приближении описывается формулой
Vo = (1 + R2/R3) * Vref (см даташит*), где Vref — опорное напряжение, равное 2,5 В.
При замыкании кнопки S1 выходное напряжение будет иметь величину 2,5 В (опорное напряжение), при отпускании ее – величину 5 В.
Таким образом, нажимая и отжимая кнопку S1 и измеряя мультиметром сигнал на выходе схемы, можно убедиться в исправности (или неисправности) микросхемы.
Проверочную схему можно сделать в виде отдельного модуля, используя 16-контактный разъем для DIP-микросхемы с шагом выводов 2,5 мм. Питание и щупы тестера подключаются при этом к выходным клеммам модуля.
Для проверки микросхемы нужно вставить ее в разъем, понажимать кнопку и посмотреть на дисплей тестера.
Если микросхема не вставлена в разъем, выходное напряжение будет равным примерно 10 В.
Вот и все! Просто, не правда ли?
*Даташит – это справочные данные (data sheets) на электронные компоненты. Их можно найти поисковиком в Интернете.
До встречи на блоге!
описание и проверка элемента мультиметром • Мир электрики
Содержание
- Схема включения и принцип работы
- Цоколевка и технические параметры
- Характеристика TL431
- Проверка стабилизатора
- Стабилизатор тока на tl431
- ЗУ для мобильного телефона
Выпуск интегральной микросхемы начался с далекого 1978 года и продолжается по сегодняшний день.
Микросхема дает возможность изготовить различные виды сигнализации и зарядные устройства для повседневного применения. Микросхема tl431 нашла широкое применение в бытовых приборах: мониторах, магнитофонах, планшетах. TL431 — это своего рода программируемый стабилизатор напряжения.
Схема включения и принцип работы
Принцип работы довольно прост. В стабилизаторе есть постоянная величина опорного напряжения
, и если подаваемое напряжение меньше этого номинала, то транзистор будет закрыт и не допустит прохождение тока. Это отчетливо можно наблюдать на следующей схеме.Если же эту величину превысить, регулируемый стабилитрон откроет P-N переход транзистора, и ток потечет дальше к диоду, от плюса к минусу. Выходное напряжение будет постоянным. Соответственно, если ток упадет ниже величины опорного напряжения, управляемый операционный усилитель закроется.
youtube.com/embed/IwM1e0L7FIs»> Цоколевка и технические параметры
Операционный усилитель выпускается в разных корпусах. Изначально это был корпус ТО-92, но со временем его сменил более новый вариант SOT-23. Ниже изображена распиновка и виды корпусов начиная с самого «древнего» и заканчивая обновлённой версией.
На рисунке можно наблюдать, что у tl431 цоколевка изменяется в зависимости от типа корпуса. У tl431 имеются отечественные аналоги КР142ЕН19А, КР142ЕН19А. Существуют и зарубежные аналоги tl431: KA431AZ, KIA431, LM431BCM, AS431, 3s1265r, которые ничем не уступают отечественному варианту.
Характеристика TL431
Этот операционный усилитель работает с напряжением от 2,5 до 36В. Ток работы усилителя колеблется от 1А до 100 мА, но есть один важный нюанс: если требуется стабильность в работе стабилизатора, то сила тока не должна опускаться ниже 5 мА на входе. У тл431 имеется величина опорного напряжения,
- Если буквы нет, то точность равняется — 2%.
- Буква А в маркировке свидетельствует о — 1% точности.
- Буква В говорит о — 0,5% точности.
Более развернутая техническая характеристика изображена на рис.4
В описании tl431A можно увидеть, что величина тока довольна мала и составляет заявленные 100мА, а величина мощности, которую рассеивают эти корпуса, не превышает сотен милливатт. Этого мало. Если предстоит работать с более серьезными токами, то будет правильнее воспользоваться мощными транзисторами с улучшенными параметрами.
Проверка стабилизатора
Сразу возникает уместный вопрос о том, как проверить tl431 мультиметром. Как показывает практика, одним мультиметром проверить не получится. Для проверки tl431 мультиметром следует собрать схему. Для этого понадобятся: три резистора (один из них подстроечный), светодиод или лампочка, источник постоянного тока 5В.
Резистор R3 необходимо подобрать таким образом, чтобы он ограничил ток до 20мА в цепи питания.
Его номинал составляет примерно 100Ом. Резисторы R2 и R3 выполняют роль балансира. Как только напряжение будет 2,5 В на управляющем электроде, то переход светодиода откроется, и напряжение пойдет через него. Эта схема хороша тем, что светодиод выполняет роль индикатора.
Источник постоянного тока — 5В является фиксированным, а управлять микросхемой tl431 можно с помощью переменного резистора R2. Когда питание на микросхему не подается, то диод не горит. После того как сопротивление изменяется при помощи подстроечного резистора, светодиод загорается. После этого мультиметр нужно включить в режим измерения постоянного тока и замерить напряжение на управляющем выводе, которое должно составлять 2,5. Если напряжение присутствует и светодиод горит, то элемент можно считать рабочим.
Стабилизатор тока на tl431
На базе операционного усилителя тока tl431 можно создать простой стабилизатор.
Необходимо учесть немаловажный нюанс: сопротивление R3 можно рассчитать по той формуле, по которой рассчитывался номинал R2 и R2. В выходной каскад не стоит устанавливать полярный или неполярный электролит, во избежание помех на выходе.
ЗУ для мобильного телефона
Стабилизатор можно применить как своеобразный ограничитель тока. Это свойство будет полезным в устройствах для зарядки мобильного телефона.
Если напряжение в выходном каскаде не достигнет 4,2 В, происходит ограничение тока в цепях питания. После достижения заявленных 4,2 В стабилизатор уменьшает величину напряжения — следовательно, падает и величина тока. За ограничение величины тока в схеме отвечают элементы схемы VT1 VT2 и R1-R3. Сопротивление R1 шунтирует VT1. После превышения показателя в 0,6 В элемент VT1 открывается и постепенно ограничивает подачу напряжения на биполярный транзистор VT2.
На базе транзистора VT3 резко уменьшается величина тока. Происходит постепенное закрытие переходов. Напряжение падает, что приводит к падению силы тока. Как только U подходит к отметке 4,2 В, стабилизатор tl431 начинает уменьшать его величину в выходных каскадах устройства, и заряд прекращается. Для изготовления устройства необходимо использовать следующий набор элементов:
- DA1 – TL431K — если нет в наличии этого элемента, то его можно заменить на tl4311, tl783ckc ;
- R1 – 2,2 Ом;
- R2 – 470 Ом;
- R3 – 100 кОм;
- R4 – 15 кОм;
- R5 – 22 кОм;
- R6 – 680 Ом;
- VT1, VT2 – BC857B;
- VT3 – az431 или az339p ;
- VT4 – BSS138.
Необходимо обратить особое внимание на транзистор az431. Для равномерного уменьшения напряжения в выходных каскадах желательно поставить транзистор именно az431, datasheet биполярного транзистора можно наблюдать в таблице.
Именно этот транзистор плавно уменьшает напряжение и силу тока. Вольт-амперные характеристики этого элемента хорошо подходят для решения поставленной задачи.
Операционный усилитель TL431 является многофункциональным элементом и дает возможность конструировать различные устройства: зарядные для мобильных телефонов, системы сигнализации и многое другое. Как показывает практика, операционный усилитель обладает хорошими характеристиками и не уступает зарубежным аналогам.
Отсутствует
Отсутствует
|
К сожалению, страница отсутствует или перемещена.
:sx-emcalc скачать | SourceForge.net
Многофункциональный электронный калькулятор
Прислано вам: тсх777
СкачатьПолучить обновления
ФИО
Номер телефона
Название работы
Промышленность
Компания
Размер компании Размер компании: 1 — 2526 — 99100 — 499500 — 9991,000 — 4,9995,000 — 9,99910,000 — 19,99920,000 или более
Получайте уведомления об обновлениях для этого проекта.
Получите информационный бюллетень SourceForge.
Получайте информационные бюллетени и уведомления, содержащие новости сайта, специальные предложения и эксклюзивные скидки на ИТ-продукты и услуги.
Я понимаю, что нажав кнопку ниже, я соглашаюсь с Условиями и положениями SourceForge. Я согласен получать эти сообщения от SourceForge.net. Я понимаю, что могу отозвать свое согласие в любое время. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими Условиями использования и Политикой конфиденциальности или свяжитесь с нами для получения более подробной информации. Я понимаю, что нажав кнопку ниже, я соглашаюсь с Условиями и положениями SourceForge. Я согласен получать эти сообщения от SourceForge.net. Я понимаю, что могу отозвать свое согласие в любое время. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими Условиями использования и Политикой конфиденциальности или свяжитесь с нами для получения более подробной информации.
Для этой формы требуется JavaScript.
Кажется, вы отключили CSS.
Пожалуйста, не заполняйте это поле.
Кажется, вы отключили CSS. Пожалуйста, не заполняйте это поле.
Нет, спасибо
Поделись
Windows
Функции
- Примечание. Функции, отмеченные [SRC], пока находятся в версии исходного кода, [БЕТА] означает, что работа еще не завершена.
- Резистивный делитель напряжения (простой с искателем спичек и трехэлементный с подстроечным резистором)
- Базовый калькулятор (ток, мощность и т. д.)
- Калькулятор для MC34063 (все типы преобразователей)
- Понижающий преобразователь LM2576 + калькулятор Vout искатель
- Справочник стабилитронов и вычислитель
- Вычислитель последовательного светодиодного резистора (конденсатора)
- Вычислитель таймера Atmel MCU (все режимы)
- Падение напряжения в проводе/кабеле
- Параллельное/последовательное соединение элементов
- Resistor color band decoder
- Element marking decoder
- Reactive resistance (L/C) calculator
- Time-frequency converter
- SMPS Controller frequency (TL494, KA7500, UC385x, UC384x)
- SMPS Efficiency
- Heatsink calculator ( пока только прямоугольник с одной стороной)
- LCD Character Editor (44780, Nokia)
- [БЕТА] Калькулятор компаратора
- Калькулятор операционных усилителей
- Калькулятор резисторов с проволочной обмоткой
Образцы проектов
Деятельность по проекту
Просмотреть все действия >
{{ this.
