Тл431 калькулятор онлайн. Делитель напряжения: принцип работы, расчет и применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работает делитель напряжения. Как рассчитать выходное напряжение делителя. Где применяются делители напряжения в электронике. Какие бывают виды делителей напряжения.

Содержание

Что такое делитель напряжения и как он работает

Делитель напряжения — это простая электрическая схема, позволяющая получить на выходе напряжение меньше входного. Классический делитель напряжения состоит из двух последовательно соединенных резисторов, подключенных к источнику входного напряжения.

Принцип работы делителя напряжения основан на падении напряжения на резисторах. Выходное напряжение снимается с нижнего резистора и всегда меньше входного. Величина выходного напряжения зависит от соотношения сопротивлений резисторов.

Формула расчета делителя напряжения

Для расчета выходного напряжения делителя используется следующая формула:

Uвых = Uвх * R2 / (R1 + R2)

где:

Uвых — выходное напряжение
Uвх — входное напряжение
R1 — сопротивление верхнего резистора
R2 — сопротивление нижнего резистора

Эта формула позволяет рассчитать выходное напряжение, зная входное напряжение и номиналы резисторов. Также по ней можно подобрать номиналы резисторов для получения нужного выходного напряжения.

Виды делителей напряжения

Существует несколько основных видов делителей напряжения:

Резистивный делитель

Самый простой и распространенный вид — на двух резисторах. Недостаток — зависимость от нагрузки.

Емкостный делитель

Использует конденсаторы вместо резисторов. Применяется в цепях переменного тока.

Индуктивный делитель

На катушках индуктивности. Также для переменного тока.

Трансформаторный делитель

На трансформаторе с отводами. Обеспечивает гальваническую развязку.

Потенциометр

Переменный резистор, позволяющий плавно регулировать выходное напряжение.

Применение делителей напряжения

Делители напряжения широко используются в электронике для следующих целей:

Понижение напряжения до нужного уровня
Создание опорных напряжений
Смещение рабочей точки транзисторов
Регулировка громкости в аудиотехнике
Измерение напряжения мультиметрами
Подключение резистивных датчиков

Делители напряжения — это простой и эффективный способ получить нужный уровень напряжения в электронных схемах.

Как правильно рассчитать делитель напряжения

Чтобы правильно рассчитать делитель напряжения, нужно выполнить следующие шаги:

Определить требуемое выходное напряжение
Выбрать входное напряжение
Задать ток через делитель (обычно 1-10 мА)
Рассчитать общее сопротивление делителя R = Uвх / I
Найти сопротивления R1 и R2 по формулам: R1 = R * (Uвх — Uвых) / Uвх R2 = R * Uвых / Uвх
Округлить значения до ближайших стандартных номиналов
Проверить расчет по формуле делителя

При расчете важно учитывать нагрузку, подключаемую к выходу делителя. Её сопротивление должно быть как минимум в 10 раз больше R2.

Достоинства и недостатки делителей напряжения

Делители напряжения имеют ряд достоинств и недостатков:

Достоинства:

Простота конструкции
Низкая стоимость
Отсутствие активных компонентов
Линейность характеристики

Недостатки:

Зависимость от нагрузки
Постоянное потребление тока
Низкий КПД
Нестабильность при изменении температуры

Несмотря на недостатки, простота и дешевизна делают делители напряжения очень популярными в электронике.

Практические примеры использования делителей напряжения

Рассмотрим несколько практических примеров применения делителей напряжения:

Питание светодиода

Делитель напряжения можно использовать для питания светодиода от источника с более высоким напряжением. Например, для питания светодиода с прямым напряжением 2В от источника 5В.

Измерение напряжения АЦП микроконтроллера

Делитель позволяет измерять напряжения выше допустимого входного напряжения АЦП. Например, измерять 12В аккумулятор 5-вольтовым АЦП.

Смещение рабочей точки транзистора

С помощью делителя напряжения можно задать нужное напряжение смещения на базе биполярного или затворе полевого транзистора.

Регулировка громкости

Переменный резистор (потенциометр) в качестве делителя напряжения позволяет плавно регулировать уровень аудиосигнала.

Эти примеры показывают, насколько широко делители напряжения применяются в электронных устройствах.

Varam kautko salodēt: Online calculator for electronics

Перевод дБ в разы, дБм в Вт

Расчёт для TL431

Быстрый подбора сопротивления из стандартного ряда

Подбор и опознание ШИМ контроллера по выводам

Упрощённый расчёт трансформатора

Расчёт частоты КР(КФ)1211еу1

Расчёт для LM317 / LM350 / LM338

Расчёт повышающего DC/DC преобразователя

Калькулятор для LM2576

Расчет дросселей на резисторах МЛТ

Расчёт параметров светодиодных лент для светильника

Расчёт габаритной мощности трансформатора

Расчёт сопротивления провода

Калькулятор для MC34063

Расчет катушек на кольцах Amidon

Расчет таймера 555

Определение резистора по цветным полоскам

Расчет резистора для светодиода

Расчет фильтра низких и высоких частот

Расчет параллельное соединение резисторов

Расчет делителя напряжения

Декодер цветовой маркировки резисторов

Расчет однослойной катушки

Расчет многослойной катушки

Катушка на ферритовом кольце

Расчет частоты LC контура

Расчет ёмкости LC контура

Расчет индуктивности LC контура

Расчет зарядного устройства с гасящим конденсатором

Расчёт частоты ir2153

Расчет частоты TL494

Расчет выпрямителя

Расчет гасящего конденсатора

Реактивное сопротивление XL и XC
Расcчитать импеданс.
Расcчитать частоту резонанса колебательного контура LC.
Расcчитать реактивную мощность и компенсацию.

Формула Ватт в Ампер
Сила тока в цепи
Расчет сечения кабеля
Расчёт сечения кабеля по мощности и току
Расчет веса кабеля
Расчёт потерь напряжения
Расчет электрической цепи
Расчёт резонансной частоты контура
Расчет делителя напряжения
Расчёт реактивного сопротивления
Расчет катушки индуктивности
Расчёт освещения
Расчет освещенности помещения
Перевод светового потока светодиода
Расчёт резистора для светодиода
Цветовая маркировка резисторов
Маркировка SMD резисторов
Последовательное соединение конденсаторов
Расчет конденсатора для двигателя
Параллельное соединение резисторов
Расчет провода для плавких предохранителей
Расчёт заземления
Мощность вытяжки
Расчет мощности тепловой пушки
Сколько времени заряжать аккумулятор

Импенданс в последовательном соединении

Индуктивность прямого провода

Катушка индуктивности

Энергия в конденсаторе

Электрическая проводимость (Y)

Стабилизатор тока

Спиральная антенна

Сечение кабеля по мощности

Свойства катушки

Резонансная частота контура

Расчет сечения кабеля

Преобразование Ватт в Ампер

Последовательное соединение резисторов

Параллельные резисторы

Освещенность помещения

Мощность ТЭНа

Микроконтроллер 8051

Маркировка SMD-резисторов

Конденсаторы в параллельном соединении

Калькулятор 555 таймера

Индуктивность катушки с воздушным сердечником

Импенданс в параллельном соединении

Диаметр провода для плавких предохранителей

Время зарядки аккумулятора

Электрическая цепь

Ток в цепи

Стабилизатор напряжения LM317

Сила электромагнита

Сечение кабеля

Световой поток светодиода

Реактивное сопротивление

Расчёт освещения

Потери напряжения

Подбор сопротивлений для делителя

Параллельное соединение резисторов

Освещение в помещении

Маркировка резисторов с проволочными выводами

Конденсаторы в последовательном соединении

Заземление

Делитель напряжения

Вес кабеля

5.

6.
7.
8.

TL431 – регулируемый стабилитрон. Описание, распиновка, схема включения, datasheet

В этой статье мы узнаем, как работает интегральный стабилизатор напряжения TL431, в регулируемых блоках питания.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Технически TL431 называется программируемым шунтирующим регулятором, простыми словами это может быть определено как регулируемый стабилитрон. Давайте рассмотрим его спецификацию и указания по применению.

Стабилитрон TL431 имеет следующие основные функции:

Выходное напряжение устанавливается или программируется до 36 вольт
Низкое выходное сопротивление около 0,2 Ома
Пропускная способность до 100 мА
В отличие от обычных диодов Зенера, генерация шума в TL431 незначительна.
Быстрое переключение.

Общее описание TL431

TL431 — регулируемый или программируемый регулятор напряжения.
Необходимое выходное напряжение может быть установлено с помощью всего двух внешних резисторов (делитель напряжения), подключенных к выводу REF.

На приведенной ниже схеме показана внутренняя структурная схема устройства, а также PIN-код обозначения.

Распиновка TL431

Схема включения стабилитрона TL431

Теперь давайте посмотрим, как этот прибор может быть использован в практических схемах. Схема ниже показывает, как можно использовать TL431 в роли обычного регулятора напряжения:

Приведенный выше рисунок показывает, как с помощью всего пары резисторов и TL431 получить регулятор, работающий в диапазоне 2,5…36 вольт. R1 представляет собой переменный резистор, который используется для регулировки выходного напряжения.

Следующая формула справедлива для вычисления сопротивлений резисторов, в случае если мы хотим получить какое-то фиксированное напряжение.

Vo = (1 + R1/R2)Vref

Скачать калькулятор для расчета TL431 (unknown, скачано: 3 181)

При совместном применении стабилизаторов серии 78xx (7805,7808,7812..) и TL431 можно использовать следующую схему:

TL431 катод соединен с общим выводом 78xx. Выход 78xx подключен к одной из точки резисторного делителя напряжения, который определяет выходное напряжение.

Вышеуказанные схемы использования TL431 ограничены выходным током 100 мА максимум.

Для получения более высокого выходного тока может быть использована следующая схема.

В приведенной выше схеме большинство компонентов схожи с обычным регулятором, приведенным выше, за исключением того, что здесь катод подключен к плюсу через резистор и к их точке соединения подсоединена база буферного транзистора. Выходной ток регулятора будет зависеть от мощности данного транзистора.

Области применения TL431

Выше изложенные варианты применения TL431 могут быть использована в любом месте, где требуется точность настройки выходного напряжения или опорного напряжении. В настоящее время это широко используется в импульсных источниках питания для генерации точного опорного напряжения.

Datasheet TL431 — скачать (unknown, скачано: 1 236)

homemade-circuits.com

Цифровой мультиметр AN8009

Большой ЖК-дисплей с подсветкой, 9999 отсчетов, измерение TrueRMS…

Делитель напряжения на резисторах. Формула расчета, онлайн калькулятор

Делитель напряжения — это простая схема, которая позволяет получить из высокого напряжения пониженное напряжение.

Используя только два резистора и входное напряжение, мы можем создать выходное напряжение, составляющее определенную часть от входного. Делитель напряжения является одной из наиболее фундаментальных схем в электронике. В вопросе изучения работы делителя напряжения следует отметить два основных момента – это сама схема и формула расчета.

Профессиональный цифровой осциллограф

Количество каналов: 1, размер экрана: 2,4 дюйма, разрешен…

Подробнее

Схема делителя напряжения на резисторах

Схема делителя напряжения включает в себя входной источник напряжения и два резистора. Ниже вы можете увидеть несколько схематических вариантов изображения делителя, но все они несут один и тот же функционал.

Обозначим резистор, который находится ближе к плюсу входного напряжения (Uin) как R1, а резистор находящийся ближе к минусу как R2. Падение напряжения (Uout) на резисторе R2 — это пониженное напряжение, полученное в результате применения резисторного делителя напряжения.

Влияние регулировки потенциометра на схему

Если между внешними выводами (по всей длине резистивного элемента) приложено постоянное напряжение, положение ползунка будет отводить часть приложенного напряжения, измеряемого между контактом ползунка и любым из двух других выводов. Значение коэффициента деления полностью зависит от физического положения ползунка:

Рисунок 15 – Потенциометр как переменный делитель напряжения

Расчет делителя напряжения на резисторах

Расчет делителя напряжения предполагает, что нам известно, по крайней мере, три величины из приведенной выше схемы: входное напряжение и сопротивление обоих резисторов. Зная эти величины, мы можем рассчитать выходное напряжение.

Формула делителя напряжения

Это не сложное упражнение, но очень важное для понимания того, как работает делитель напряжения. Расчет делителя основан на законе Ома.

Для того чтобы узнать какое напряжение будет на выходе делителя, выведем формулу исходя из закона Ома. Предположим, что мы знаем значения Uin, R1 и R2. Теперь на основании этих данных выведем формулу для Uout. Давайте начнем с обозначения токов I1 и I2, которые протекают через резисторы R1 и R2 соответственно:

Наша цель состоит в том, чтобы вычислить Uout, а это достаточно просто используя закон Ома:

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

Хорошо. Мы знаем значение R2, но пока неизвестно сила тока I2. Но мы знаем кое-что о ней. Мы можем предположить, что I1 равно I2. При этом наша схема будет выглядеть следующим образом:

Что мы знаем о Uin? Ну, Uin это напряжение на обоих резисторах R1 и R2. Эти резисторы соединены последовательно, при этом их сопротивления суммируются:

И, на какое-то время, мы можем упростить схему:

Закон Ома в его наиболее простом виде: Uin = I *R. Помня, что R состоит из R1+R2, формула может быть записана в следующем виде:

А так как I1 равно I2, то:

Это уравнение показывает, что выходное напряжение прямо пропорционально входному напряжению и отношению сопротивлений R1 и R2.

Важность потенциометров

Как и в случае с фиксированным делителем напряжения, коэффициент деления напряжения потенциометра строго зависит от сопротивления, а не от величины приложенного напряжения. Другими словами, если ручка потенциометра или рычаг перемещается в положение 50 процентов (точное центральное положение), падение напряжения между ползунком и любым крайним выводом будет составлять ровно 1/2 от приложенного напряжения, независимо от того, что с этим напряжением происходит, или каково полное сопротивление потенциометра. Другими словами, потенциометр работает как регулируемый делитель напряжения, где коэффициент деления напряжения устанавливается положением ползунка.

Это применение потенциометра является очень полезным средством получения изменяемого напряжения от источника фиксированного напряжения, такого как аккумулятор. Если для схемы, которую вы собираете, требуется определенная величина напряжения, которая меньше, чем значение напряжения доступной батареи, вы можете подключить внешние выводы потенциометра к этой батарее и «выбрать» для использования в вашей цепи любое необходимое напряжение между ползунком и одним из внешних выводов потенциометра:

Рисунок 16 – Применение потенциометра

При таком использовании название «потенциометр» имеет смысл: он «измеряет» (контролирует) приложенный к нему потенциал (напряжение), создавая изменяемый коэффициент деления напряжения. Такое использование трехполюсного потенциометра в качестве переменного делителя напряжения очень популярно в схемотехнике.

Применение делителя напряжения на резисторах

В радиоэлектронике есть много способов применения делителя напряжения. Вот только некоторые примеры где вы можете обнаружить их.

Потенциометры

Потенциометр представляет собой переменный резистор, который может быть использован для создания регулируемого делителя напряжения.

Изнутри потенциометр представляет собой резистор и скользящий контакт, который делит резистор на две части и передвигается между этими двумя частями. С внешней стороны, как правило, у потенциометра имеется три вывода: два контакта подсоединены к выводам резистора, в то время как третий (центральный) подключен к скользящему контакту.

Если контакты резистора подключения к источнику напряжения (один к минусу, другой к плюсу), то центральный вывод потенциометра будет имитировать делитель напряжения.

Переведите движок потенциометра в верхнее положение и напряжение на выходе будет равно входному напряжению. Теперь переведите движок в крайнее нижнее положение и на выходе будет нулевое напряжение. Если же установить ручку потенциометра в среднее положение, то мы получим половину входного напряжения.

Резистивные датчики

Большинство датчиков применяемых в различных устройствах представляют собой резистивные устройства. Фоторезистор представляет собой переменный резистор, который изменяет свое сопротивление, пропорциональное количеству света, падающего на него. Так же есть и другие датчики, такие как датчики давления, ускорения и термисторы и др.

Так же резистивный делитель напряжения помогает измерить напряжение при помощи микроконтроллера (при наличии АЦП).

Пример работы делителя напряжения на фоторезисторе.

Допустим, сопротивление фоторезистора изменяется от 1 кОм (при освещении) и до 10 кОм (при полной темноте). Если мы дополним схему постоянным сопротивлением примерно 5,6 кОм, то мы можем получить широкий диапазон изменения выходного напряжения при изменении освещенности фоторезистора.

Как мы видим, размах выходного напряжения при уровне освещения от яркого до темного получается в районе 2,45 вольт, что является отличным диапазоном для работы большинства АЦП.

Потенциометры как компоненты, делящие напряжение

Одним из устройств, часто используемых в качестве элемента деления напряжения, является потенциометр, который представляет собой резистор с подвижным элементом, перемещаемым ручкой или рычагом. Подвижный элемент, обычно называемый ползунком, вступает в контакт с резистивной полосой материала в любой, выбранной вручную точке:

Рисунок 9 – Потенциометр

Контакт ползунка – это обращенная влево стрелка, нарисованная в середине вертикального обозначения резистора. При перемещении вверх он контактирует с резистивной полосой ближе к клемме 1 и дальше от клеммы 2, уменьшая сопротивление от него до клеммы 1 и повышая сопротивление от него до клеммы 2. При перемещении вниз происходит противоположный эффект. Сопротивление, измеренное между клеммами 1 и 2, постоянно для любого положения ползунка.

Рисунок 10 – Принцип действия потенциометра

Параллельное и последовательное соединение резисторов, решение задач

Алгоритм расчёта смешанных подключений находится в тех же правилах, что и в элементарных схемах расчета последовательного и параллельного соединения резисторов. Ничего нового нет: нужно правильно разбить предложенную схему на пригодные для расчета участки. Участки, с элементами, подключены поочередно либо параллельно. Для решения задачи на последовательное и параллельное соединение резисторов необходимо правильно оценить цепи элементов. На схеме присутствует параллельная и последовательная часть соединения элементов. Для расчета очень важно аккуратно, шаг за шагом упрощать цепи и не брать сразу всю схему (рис.1). Как же правильно определить параллельное и последовательное соединение резисторов?

Будет интересно➡ Как прочитать обозначение (маркировку) резисторов

Для примера расчета возьмем резисторы R3, R4, которые подключены параллельно. Эквивалентный резистор этих элементов, будет равенRэ. = 1/R34 =1/R3 + 1/R4, после преобразования формулы и приведения к одному знаменателю получим R34 = R3 · R4 / (R3 + R4). Э. = 1/3+1/4 /(3+4) =1,7 Ом.

Далее видно, что приведённая эквивалентное R эк и R6 соединены последовательно, чтобы узнать сопротивление их необходимо сложить, тогда общее сопротивление будет равно R346 = R34 + R6, тогда Rэк346 = 1,7 + 6 = 7, 7 Ом.

Материал в тему: описание и область применения подстроечного резистора.

Заменяем на схеме одним общим элементом, теперь, позиция упрощается еще больше. Теперь образовалась ситуация — включение трех элементов в //. Как вычисляется такое соединение нам уже известно, 1/ R23465 = 1/ R2 +1/R346 + 1/R5 после вычисления правой части получаем 0,82 Ом. После окончательного вычисления получаем R23465 = 2,1 Ом. Здесь следует обратить внимание, что общее сопротивление получилось меньше самого меньшего из трех. Заменяем эти сопротивление одним эквивалентным R23465. В конечном итоге все выглядит уже намного проще. Rц = Rэк + R1+ R2. R об. = R ц = 1,21 +7+1 =9,21 Ом.

Из приведенного алгоритма расчёта видно, как из сложной схемы путем простого математического вычисления и применения правил сокращения резисторов участок становится простой и понятной.

При параллельном соединении приемников, все они находятся под одним и тем же напряжением, и режим работы каждого из них не зависит от остальных. Это означает, что ток, проходящий по какому-либо из приемников, не будет оказывать существенного влияния на другие приемники. При всяком выключении или выходе из строя любого приемника остальные приемники остаются включенными.

Поэтому параллельное соединение имеет существенные преимущества перед последовательным, вследствие чего оно получило наиболее широкое распространение. В частности, электрические лампы и двигатели, предназначенные для работы при определенном (номинальном) напряжении, всегда включают параллельно. На электровозах постоянного тока и некоторых тепловозах тяговые двигатели в процессе регулирования скорости движения нужно включать под различные напряжения, поэтому они в процессе разгона переключаются с последовательного соединения на параллельное.

Почитать материал по теме: что такое SMD резисторы.

Возможно, вам будет проще, если знать, что соединив два одинаковых резистора параллельно, получим результат в два раза меньше. Например, соединив параллельно два резистора по 100 Ом получим составное сопротивление 50 Ом. Проверим? Считаем: 100*100 / (100+100) = 10000 / 200 = 50 Ом.

Давайте сначала рассчитаем параллельное соединение двух резисторов разного номинала и посмотрим что получится.

Соединили параллельно 150 Ом и 100 Ом. Считаем результирующее: 150*100 / (150+100) = 15000/250 = 60 Ом.
Если соединить 150 Ом и 50 Ом, получим: 150*50 / (150+50) = 7500 / 200 = 37,5 Ом.

Как видим, в обоих случаях результат оказывается меньше чем самый низкий номинал соединенных деталей. Этим и пользуются, если в наличии нет сопротивления небольшого номинала. Проблема только в том, что подбирать сложновато: надо каждый раз считать используя калькулятор.

Типы подключений.

Соединение резисторов

Соединение резисторов в различные конфигурации очень часто применяются в электротехнике и электронике. Здесь мы будем рассматривать только участок цепи, включающий в себя соединение резисторов. Соединение резисторов может производиться последовательно, параллельно и смешанно.

Последовательное соединение резисторов

Последовательное соединение.

Последовательное соединение резисторов это такое соединение, в котором конец одного резистора соединен с началом второго резистора, конец второго резистора с началом третьего и так далее. То есть при последовательном соединении резисторы подключатся друг за другом. При таком соединении через резисторы будет протекать один общий ток. Следовательно, для последовательного соединения резисторов будет справедливо сказать, что между точками А и Б есть только один единственный путь протекания тока.

Интересно почитать: принцип действия и основные характеристики варисторов.

Таким образом, чем больше число последовательно соединенных резисторов, тем большее сопротивление они оказывают протеканию тока, то есть общее сопротивление Rобщ возрастает. Рассчитывается общее сопротивление последовательно соединенных резисторов по следующей формуле: Rобщ = R1 + R2 + R3+…+ Rn.

Последовательное и параллельное соединение резисторов.

Параллельное соединение резисторов

Параллельное соединение резисторов это соединение, в котором начала всех резисторов соединены в одну общую точку (А), а концы в другую общую точку. При этом по каждому резистору течет свой ток. При параллельном соединении при протекании тока из точки А в точку Б, он имеет несколько путей. Таким образом, увеличение числа параллельно соединенных резисторов ведет к увеличению путей протекания тока, то есть к уменьшению противодействия протеканию тока. А это значит, чем большее количество резисторов соединить параллельно, тем меньше станет значение общего сопротивления такого участка цепи (сопротивления между точкой А и Б.)

Общее сопротивление параллельно соединенных резисторов определяется следующим отношением: 1/Rобщ= 1/R1+1/R2+1/R3+…+1/Rn. Следует отметить, что здесь действует правило «меньше – меньшего». Это означает, что общее сопротивление всегда будет меньше сопротивления любого параллельно включенного резистора. Общее сопротивление для двух параллельно соединенных резисторов рассчитывается по следующей формуле Rобщ= R1*R2/R1+R2

Если имеет место два параллельно соединенных резистора с одинаковыми сопротивлениями, то их общее сопротивление будет равно половине сопротивления одного из них. Данный вид подключения характерен тем, что все элементы цепи соединяется выводами в одной точке друг другу, т.е. точка входа и выхода всех нагрузок сходятся в одну точку (или еще одно обозначение на схемах — //). Электроток, двигаясь по проводнику, дойдя до общего соединения делится на количество имеющихся веток.

Если представить движение воды в трубе, то можно сказать, что вода двигающиеся по одной трубе, равномерно перетекает в несколько отводов, подсоединенных к ней. В нашем случае заряженные электроны, двигающиеся по проводнику, также растекаются на количества предложенных веток в узле.

Каждый вид соединения находится под одинаковым напряжением:

U = U1 = U2; Суммарная сила тока равняется суммарному значению тока каждого участка
I = I1 + I2; Сопротивление цепи равно сумме величина обратных сопротивлению участка:
1/R = 1/R1 + 17R2 + . . . + 1/Rn; Сила тока пропорциональна сопротивлению каждого участка
I1/I2=R2/R1.

Будет интересно➡ Что такое фоторезистор?

Примеры расчета

Давайте рассмотрим пример. Цепь представлена на рисунке выше. Есть источник тока и два сопротивления. Пусть R1=1,2 кОм, R2= 800 Ом, а ток в цепи 2 А. По закону Ома U = I * R. Подставляем наши значения:

U1 = R1 * I = 1200 Ом * 2 А = 2400 В;
U2 = R2 * I = 800 Ом * 2А = 1600 В.

Общее напряжение цепи считается как сумма напряжений на резисторах: U = U1 + U2 = 2400 В + 1600 В = 4000 В. Полученную цифру можно проверить. Для этого найдем суммарное сопротивление цепи и умножим его на ток. R = R1 + R2 = 1200 Ом + 800 Ом = 2000 Ом. Если подставить в формулу напряжения при последовательном соединении сопротивлений, получаем: U = R * I = 2000 Ом * 2 А = 4000 В. Получаем, что общее напряжение данной цепи 4000 В. А теперь посмотрите на схему. На первом вольтметре (возле резистора R1) показания будут 2400 В, на втором — 1600 В. При этом напряжение источника питания — 4000 В.

Смешанное соединение резисторов

Смешанное соединение резисторов является комбинацией последовательного и параллельного соединения. Иногда подобную комбинацию называют последовательно-параллельным соединением. На этом рисунке видно, что резисторы R2 R3 соединены параллельно, а R1, комбинация R2 R3 и R4 последовательно.

Для расчета сопротивления таких соединений, всю цепь разбивают на простейшие участки, из параллельно или последовательно соединенных резисторов. Далее следуют следующему алгоритму:

Определяют эквивалентное сопротивление участков с параллельным соединением резисторов.
Если эти участки содержат последовательно соединенные резисторы, то сначала вычисляют их сопротивление.
После расчета эквивалентных сопротивлений резисторов перерисовывают схему. Обычно получается цепь из последовательно соединенных эквивалентных сопротивлений.
Рассчитывают сопротивления полученной схемы.

Схема смешанного подключения.

Примеры небольших потенциометров

Ниже показано несколько небольших потенциометров, которые обычно используются в бытовом электронном оборудовании, а также любителями и студентами при построении схем:

Рисунок 17 – Примеры небольших потенциометров

Меньшие устройства слева и справа предназначены для подключения к беспаечной макетной плате или для пайки в печатную плату. Устройства посередине предназначены для установки на плоской панели с проводами, припаянными к каждому из трех выводов.

Ниже показано еще три потенциометра, более специализированных, чем только что показанный набор:

Рисунок 18 – Примеры потенциометров размером побольше

Большое устройство «Helipot» – это лабораторный потенциометр, предназначенный для быстрого и легкого подключения к цепи. Устройство в нижнем левом углу фотографии представляет собой потенциометр того же типа, только без корпуса и поворотного счетного диска. Оба этих потенциометра представляют собой прецизионные устройства, в которых используются многооборотные спиралевидные резистивные ленты и ползунковые механизмы для точной регулировки. Устройство в правом нижнем углу представляет собой потенциометр для монтажа на панели, предназначенный для работы в тяжелых промышленных условиях.

Виды и принцип действия

В основе принципа действия устройства, уменьшающего нагрузку сети, лежит первый закон Кирхгофа: сумма сходящихся в узле токов равна нулю.

Принцип работы у всех одинаковый: в них есть U исходное: такое же, как в источнике питания и получаемое на выходе из сети, зависящее от соотношения резисторов в плечах делителя. Схема , позволяющая понять принцип действия:

Различают разные устройства, в зависимости от элементов в составе:

резистивный — более популярен из-за простоты устройства.
ёмкостный;
индуктивный.

LM317 регулируемый стабилизатор напряжения и тока. Характеристики, онлайн калькулятор

Интегральный, регулируемый линейный стабилизатор напряжения LM317 как никогда подходит для проектирования несложных регулируемых источников и блоков питания, для электронной аппаратуры, с различными выходными характеристиками, как с регулируемым выходным напряжением, так и с заданным напряжением и током нагрузки.

Для облегчения расчета необходимых выходных параметров существует специализированный LM317 калькулятор, скачать который можно по ссылке в конце статьи вместе с datasheet LM317.

Технические характеристики стабилизатора LM317:

Обеспечения выходного напряжения от 1,2 до 37 В.
Ток нагрузки до 1,5 A.
Наличие защиты от возможного короткого замыкания.
Надежная защита микросхемы от перегрева.
Погрешность выходного напряжения 0,1%.

Эта не дорогая интегральная микросхема выпускается в корпусе TO-220, ISOWATT220, TO-3, а так же D2PAK.

Назначение выводов микросхемы:

Онлайн калькулятор LM317
Ниже представлен онлайн калькулятор для расчета стабилизатора напряжения на основе LM317. В первом случае, на основе необходимого выходного напряжения и сопротивления резистора R1, производится расчет резистора R2. Во втором случае, зная сопротивления обоих резисторов (R1 и R2), можно вычислить напряжение на выходе стабилизатора.

Примеры применения стабилизатора LM317 (схемы включения)
Стабилизатор тока
Данный стабилизатор тока можно применить в схемах различных зарядных устройств для аккумуляторных батарей или регулируемых источников питания. Стандартная схема зарядного устройства приведена ниже.

В данной схеме включения применяется способ заряда постоянным током. Как видно из схемы, ток заряда зависит от сопротивления резистора R1. Величина данного сопротивления находится в пределах от 0,8 Ом до 120 Ом, что соответствует зарядному току от 10 мА до 1,56 A:

Источник питания на 5 Вольт с электронным включением

Ниже приведена схема блока питания на 15 вольт с плавным запуском. Необходимая плавность включения стабилизатора задается емкостью конденсатора С2:

Регулируемый стабилизатор напряжения на LM317
Схема включения с регулируемым выходным напряжением

LM317 калькулятор
Для упрощения расчета номинала резистора можно использовать несложный калькулятор, который поможет рассчитать необходимые номиналы не только для LM317, но и для L200, стабилитрона TL431, M5237, 78xx.

Скачать datasheet и калькулятор для LM317

Аналог LM317
К аналогам стабилизатора LM317 можно отнести следующие стабилизаторы:

GL317
SG31
SG317
UC317T
ECG1900
LM31MDT
SP900
КР142ЕН12 (отечественный аналог)
КР1157ЕН1 (отечественный аналог)

Источник: joyta.ru

Kia431a описание на русском — Мастер Фломастер

Стабилитрон TL431 имеет следующие основные функции:

Выходное напряжение устанавливается или программируется до 36 вольт
Низкое выходное сопротивление около 0,2 Ома
Пропускная способность до 100 мА
В отличие от обычных диодов Зенера, генерация шума в TL431 незначительна.
Быстрое переключение.

Общее описание TL431

На приведенной ниже схеме показана внутренняя структурная схема устройства, а также PIN-код обозначения.

Распиновка TL431

Схема включения стабилитрона TL431

Vo = (1 + R1/R2)Vref

При совместном применении стабилизаторов серии 78xx (7805,7808,7812..) и TL431 можно использовать следующую схему:

Вышеуказанные схемы использования TL431 ограничены выходным током 100 мА максимум.

Для получения более высокого выходного тока может быть использована следующая схема.

Области применения TL431

TL 431 это программируемый шунтирующий регулятор напряжения. Хотя, эта интегральная схема начала выпускаться в конце 70-х она до сих пор не сдаёт своих позиций на рынке и пользуется популярностью среди радиолюбителей и крупных производителей электротехнического оборудования. На плате этого программируемого стабилизатора находится фоторезистор, датчик измерения сопротивления и терморезистор. TL 431 повсеместно используются в самых разных электрических приборах бытовой и производственной техники. Чаще всего этот интегральный стабилитрон можно встретить в блоках питания компьютеров, телевизоров, принтеров и зарядок для литий-ионных аккумуляторов телефонов.

TL 431 интегральный стабилитрон

Основные характеристики программируемого источника опорного напряжения TL 431

Номинальное рабочее напряжение на выходе от 2,5 до 36 В;
Ток на выходе до 100 мА;
Мощность 0,2 Ватт;
Диапазон рабочей температуры для TL 431C от 0° до 70°;
Диапазон рабочей температуры для TL 431A от -40° до +85°.

Точность интегральной схемы TL 431 указывается шестой буквой в обозначении:

Точность без буквы – 2%;
Буква А – 1%;
Буква В – 0, 5%.

Столь широкое его применения обусловлено низкой ценой, универсальным форм-фактором, надёжностью, и хорошей устойчивостью к агрессивным факторам внешней среды. Но также следует отметить точность работы данного регулятора напряжения. Это позволило ему занять нишу в устройствах микроэлектроники.

Основное предназначение TL 431 стабилизировать опорное напряжение в цепи. При условии, когда напряжение на входе источника ниже номинального опорного напряжения, в программируемом модуле транзистор будет закрыт и проходящий между катодом и анодом ток не будет превышать 1 мА. В случае, когда выходное напряжение станет превышать запрограммированный уровень, транзистор будет открыт и электрический ток сможет свободно проходит от катода к аноду.

Схема включения TL 431

В зависимости от рабочего напряжения устройства схема подключения будет состоять из одноступенчатого преобразователя и расширителя (для устройств 2,48 В.) или модулятора небольшой ёмкости (для устройств 3.3 В). А также чтобы снизить риск короткого замыкания, в схему устанавливается предохранитель, как правило, за стабилитроном. На физическое подключение оказывает влияние форм-фактор устройства, в котором будет находиться схема TL 431, и условия окружающей среды (в основном температура).

Стабилизатор на основе TL 431

Простейшим стабилизатором на основе TL 431 является параметрический стабилизатор. Для этого в схему нужно включить два резистора R 1, R 2 через которые можно задавать выходное напряжение для TL 431 по формуле: U вых= Vref (1 + R 1/ R 2). Как видно из формулы здесь напряжение на выходе будет прямо пропорционально отношению R 1 к R 2. Интегральная схема будет держать напряжение на уровне 2,5 В. Для резистора R 1 выходное значение рассчитывается так: R 1= R 2 (U вых/ Vref – 1).

Эта схема стабилизатора, как правило, используется в блоках питания с фиксированным или регулируемым напряжением. Такие стабилизаторы напряжения на TL 431 можно обнаружить в принтерах, плоттерах, и промышленных блоках питания. Если необходимо высчитать напряжение для фиксированных источников питания, то используем формулу Vo = (1 + R 1/ R 2) Vref.

Временное реле

Прецизионные характеристики TL 431 позволяют использовать его не совсем по «прямому» назначению. Из-за того, что входной ток этого регулируемого стабилизатора составляет от 2 до 4 мкА, то используя данную микросхему можно собрать временное реле. Роль таймера в нём будет исполнять R1 который начнёт постепенно заряжаться после размыкания контактов S 1 C 1. Когда напряжение на выходе стабилизатора достигнет 2,5 В, транзистор DA1 будет открыт, через светодиоды оптопары PC 817 начёт проходить ток, а открытый фоторезистор замкнёт цепь.

Термостабильный стабилизатор на основе TL 431

Технические характеристики TL 431 позволяют создавать на его основе термостабильные стабилизаторы тока. В которых резистор R2 выполняет роль шунта обратной связи, на нём постоянно поддерживается значение 2,5 В. В результате значение тока на нагрузке будет рассчитываться по формуле Iн=2,5/R2.

Цоколёвка и проверка исправности TL 431

Форм-фактор TL 431 и его цоколёвка будет зависеть от производителя. Встречаются варианты в старых корпусах TO -92 и новых SOT-23. Не стоит забывать про отечественный аналог: КР142ЕН19А тоже широко распространённый на рынке. В большинстве случаев цоколёвка нанесена непосредственно на плату. Однако не все производители так поступают, и в некоторых случаях вам придётся искать информацию по пинам в техпаспорте того или иного устройства.

TL 431 является интегральной схемой и состоит из 10 транзисторов. Из-за этого проверить её мультиметром невозможно. Для проверки исправности микросхемы TL 431 нужно использовать тестовую схему. Конечно, часто нет смысла искать перегоревший элемент и проще заменить схему целиком.

Программы расчёта для TL 431

В интернете существует множество сайтов, где вы сможете скачать программы-калькуляторы для расчёта параметров напряжения и силы тока. В них можно указывать типы резисторов, конденсаторов, микросхем и прочих составных частей схемы. TL 431 калькуляторы также бывают онлайн, они по функционалу проигрывают устанавливаемым программам, но если вам нужно исключительно входные/выходные и максимальные значения схемы, то они справятся с этой задачей.

Номер в каталоге	Описание (Функция)	производитель
KIA431A	BIPOLAR LINEAR INTEGRATED CIRCUIT	KEC

Другие PDF	недоступен.
KIA431A Datasheet PDF :

PROGRAMMABLE PRECISION REFERENCES

The KIA431 Series integrated circuits are three-terminal programmable shunt regulator diodes.
These monolithic IC voltage reference operate as a low temperature coefficient zener which is programmable from Vref to 36 volts with two external resistors. These devices exhibit a wide operating current range of 1.0 to 100mA with a typical dynamic impedance of 0.22Ω .The characteristics of these references make them excellent replacements for zener diodes in many applications such as digital voltmeters, power supplies, and op amp circuitry. The 2.5 volt reference makes it convenient to obtain a stable reference from 5.0 volt logic supplies, and since the KIA431 Series operates as a shunt regulator, it can be used as either a positive or negative voltage reference.

FEATURES
• Divice Code Name :KIA431 + Vref Code + Package Code+Pin Configuration Code
• Low Dynamic Output Impedance : 0.22Ω (Typ.).
• Sink Current Capability of 1.0 to 100mA.
• Equivalent Full-Range Temperature Coefficient of 50ppm/℃ (Typ.).
• Temperature Compensated for Operation Over Full Rated Operating Temperature Range.
• Low Output Noise Voltage.

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.

↑

Чем отличаются сборка 431 от 331. Стабилитрон TL431: схема включения

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 tl 431 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.

Сразу оговорюсь, что данная статья не панацея. У кого-то это может не пройти.

Для начала я расскажу о TL431, и для чего она служит. TL431 это управляемый стабилитрон с помощью которого можно получить стабилизированное напряжения в широких пределах от 2,5 вольта до 36 вольт. Применяя эту микросхему можно сделать источник опорного напряжения для блоков питания, а также для различных измерительных схем.

Рисунок взят из даташита компании ON Semiconductor

Ниже приведены два варианта даташит для этой микросхемы

Даташит компании ON Semiconductor https://www.onsemi.com/pub/Collateral/TL431-D.PDF
Даташит компании Texas Instruments http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf

Цоколевка этой микросхемы наилучшим образом отображена в даташите компании ON Semiconductor

В даташите Texas Instruments обнаружена одна небольшая деталь

На всех рисунках есть одна надпись «top view» это переводится как «вид сверху» при невнимательном просмотре даташит, не зная, что это может обозначать, можно неправильно распаять на плате.

В одной из своих схем я применил микросхему TL431, и она оказалась неисправной. Поискав по форумам я нашел способ проверки этой микросхемы. А в некоторых местах я видел как вызванивают эту микросхему с помощью мультиметра но, увы, все это не то. Я тоже сначала попытался проверить мультиметром но сразу отложил в сторону это мероприятие. И решил попробовать проверить с помощью универсального тестера компонентов , который был ранее приобретен на алиэкспресс.

Во время проверки составил таблицу. Сначала проверил в режиме двухполюсника (если в таблице указаны два вывода, просто необходимо объединить оба вывода вместе).

Результаты измерения первого экземпляра

Измерение 1 – REF; 2 — катод.

Измерение 1 – анод; 2 — катод.

Измерение 1 — REF, катод; 2 – анод.

Измерение 1 – REF; 2 – катод, анод.

Измерение 1 – REF, 2 – анод, 3 – катод.

Результаты измерения второго экземпляра.

Небольшая разница присутствует. Глядя на таблицу замечаешь определенную закономерность. Например, в 4 строке это фактически режим работы TL431 для получения 2,5 вольта. Но самое интересное режим измерения в режиме трехполюсника. В одном случае определяется как транзистор, а во втором случае как отсутствует деталь. Самое интересное в случае когда транзистор определяется: определятся транзистор структуры NPN, вывод REF определятся как эмиттер, анод как база, а катод как коллектор. Между REF и катодом диод катод, которого направлен в сторону катода.

На основании этих данных уже можно судить исправлена микросхема или нет, а также определить цоколевку.

TL431- это интегральный стабилитрон. В цепи он играет роль источника опорного напряжения. Используется представленный элемент, как правило, в блоках питания. Устройство у стабилитрона довольно простое. Всего у модели используется три выхода. В зависимости от модификации в корпусе могут располагаться до десяти транзисторов. Отличительной чертой TL431 считается хорошая термостабильность.

Схема включения на 2.48 В

У стабилитрона TL431 схема включения на 2.48 В имеет одноступенчатый преобразователь. В среднем рабочий ток в системе достигает уровня 5.3 А. Резисторы для передачи сигнала могут использоваться с различной проводимостью напряжения. Точность стабилизаций в указанных устройствах колеблется в районе 2 %.

Для повышения чувствительности стабилитрона используются различные модуляторы. Как правило, подбираются именно дипольного типа. В среднем емкость их не более 3 пФ. Однако в данном случае многое зависит от проводимости тока. Чтобы снизить риск перегрева элементов, используются расширители. Подключение стабилитронов осуществляется через катод.

Включение устройства на 3.3 В

У стабилитрона TL431 схема включения на 3.3В подразумевает использование одноступенчатого преобразователя. Резисторы для передачи импульса применяются селективного типа. Еще у стабилитрона TL431 схема включения 3.3 вольта имеет модулятор небольшой емкости. Чтобы снизить риск применяют предохранители. Устанавливаются они, как правило, за стабилитронами.

Для усиления сигнала не обойтись без фильтров. В среднем пороговое напряжение колеблется в районе 5 Вт. Рабочий ток системы составляет не более 3.5 А. Как правило, точность стабилизации не превышает 3%. Также важно отметить, что подключение стабилитрона может осуществляться через векторный переходник. В этом случае транзистор подбирается резонного типа. В среднем емкость модулятора должна составлять 4.2 пФ. Тиристоры используются как фазового, так и открыто типа. Чтобы увеличить проводимость тока, необходимы триггеры.

На сегодняшний день указанные элементы оснащаются усилителями разной мощности. В среднем пороговое напряжение в системе достигается 3.1 Вт. Показатель рабочего тока колеблется в районе 3.5 А. Также важно учитывать выходное сопротивление. Представленный параметр обязан составлять не более 80 Ом.

Подключение к цепи 14 В

У стабилитрона TL431 схема включения 14V подразумевает использование скалярного преобразователя. В среднем пороговое напряжение равняется 3 Вт. Как правило, рабочий ток не превышает 5 А. При этом допустимая перегрузка колеблется в районе 4 Ач. Также у стабилитрона TL431 схема включения 14V имеет усилители как однополюсного, так и двухполюсного типа. С целью улучшения проводимости не обойтись без тетрода. Использоваться он может с одним или двумя фильтрами.

Стабилитроны серии A

Для блоков питания и инверторов используются серии A TL431. Как проверить правильность подключения элемента? На самом деле это можно сделать при помощи тестера. Показатель порогового сопротивления обязан составлять 80 Ом. Работать устройство способно через преобразователи одноступенчатого и векторного типа. Резисторы в данном случае используются с обкладкой.

Если говорить про параметры, то цепи не превышает 5 Вт. В данном случае рабочий ток колеблется в районе 3.4 А. Чтобы снизить риск перегревов транзисторов, применяются расширители. Для моделей серии A они подходят только коммутируемого типа. Чтобы увеличить чувствительность устройства, необходимы мощные модуляторы. В среднем параметр выходного сопротивления не превышает 70 Ом.

Устройства серии CLP

Стабилитронов TL431 схема включения имеет одноступенчатые преобразователи. Встретить модель CLP можно как в инверторах, так и во многих бытовых устройствах. Пороговое напряжение стабилитрона колеблется в районе 3 Вт. Непосредственно рабочий ток составляет 3.5 А. Точность стабилизации у элементов не превышает 2.5%. Для регулировки выходного сигнала используются модуляторы разных типов. Триггеры в данном случае подбираются с усилителями.

Стабилитроны серии ACLP

Стабилитронов TL431 схема включения имеет векторные или скалярные преобразователи. Если рассматривать первый вариант, то уровень рабочего тока составляет не более 4 А. В данном случае точность стабилизации составляет примерно 4%. Для усиления сигнала используются триггеры, а также тиристоры.

Если рассматривать схему подключения со скалярным преобразователем, то модуляторы применяются с емкостью около 6 пФ. Непосредственно транзисторы используются резонансного типа. Для усиления сигнала подойдут обычные триггеры. Также важно отметить, что показатель чувствительности устройства колеблется в районе 20 мВ.

Модели AC

Для дипольных инверторов часто используются чери АС стабилитроны TL431. Как проверить работоспособность подсоединенного элемента? Сделать это можно при помощи обычного тестера. Параметр выходного сопротивления обязан составлять не более 70 Ом. Также важно отметить, что устройства этой серии включаются через векторный преобразователь.

В данном случае скалярные модификации не подходят. Во многом это связано с низким порогом проводимости тока. Также важно отметить, что показатель номинального напряжения не превышает 4 Вт. Рабочий ток в цепи поддерживается на уровне 2 А. Для понижения тепловых потерь используются различные тиристоры. На сегодняшний день выпускаются расширительные и фазовые модификации.

Модели с корпусом КТ-26

В бытовых электроприборах часто встречаются с корпусом КТ-26 стабилитроны TL431. Схема включения подразумевает использование дипольных модуляторов. Производятся они с различной проводимостью тока. Параметр предельной чувствительности системы колеблется в районе 430 мВ.

Непосредственно выходное сопротивление достигает не более 70 Ом. Триггеры в данном случае используются лишь с усилителями. Для уменьшения риска возникновения коротких замыканий применяются фильтры открытого и закрыто типа. Непосредственно подключение стабилитрона осуществляется через катод.

Корпус КТ-47

TL431 (стабилизатор) с корпусом КТ-47 можно встретить в блоках питания различной мощности. Схема включения элемента подразумевает использование векторных преобразователей. Модулятор для цепей подходит емкостью до 4 пФ. Непосредственно выходное сопротивление устройств составляет примерно 70 Ом. Для улучшения проводимости стабилитронов используются тетроды только лучевого типа. Как правило, точность стабилизации не превышает 2%.

Для блоков питания на 5 В

В блоках питания 5 В включение TL431 осуществляется через усилители с различной проводимостью тока. Непосредственно преобразователи используются одноступенчатого типа. Также в некоторых случаях применяются векторные модификации. В среднем выходное сопротивление составляет около 90 Ом. Показатель точности стабилизации в устройствах составляет 2%. Расширители для блоков используются как коммутируемого, так и открыто типа. Триггеры можно использовать только с фильтрами. На сегодняшний день они производятся с одним и несколькими элементами.

Схема включения для блоков на 10 В

Схема включения стабилитрона в блок питания подразумевает использование одноступенчатого либо векторного преобразователя. Если рассматривать первый вариант, то модулятор подбирается с емкостью на уровне 4 пФ. В данном случае триггер используется лишь с усилителями. Иногда для повышения чувствительности стабилитрона применяются фильтры. Пороговое напряжение цепи в среднем составляет 5.5 Вт. Рабочий ток системы колеблется в районе 3.2 А.

Параметр стабилизации, как правило, не превышает 3%. Если рассматривать схему с векторным преобразователем, то тут не обойтись без трансивера. Использоваться он может либо открытого, либо хроматического типа. Модулятор устанавливается с емкостью на уровне 5.2 пФ. Расширитель встречается довольно редко. В некоторых случаях он способен повысить чувствительность стабилитрона. Однако важно учитывать, что тепловые потери элемента значительно возрастают.

Схема для блоков на 15 В

Стабилитрона TL431 схема включения через блок на 15 В осуществляется при помощи одноступенчатого преобразователя. В свою очередь, модулятор подходит с емкостью на уровне 5 пФ. Резисторы применяются исключительно селективного типа. Если рассматривать модификации с триггерами, то параметр порогового напряжения не превышает 3 Вт. Точность стабилизации находится в районе 3%. Фильтры для системы подходят как открытого, так и закрытого типа.

Также важно отметить, что в цепи может устанавливаться расширитель. На сегодняшний день модели выпускаются в основном коммутируемого типа. У модификаций с трансиверами проводимость тока не превышает 4 мк. В данном случае показатель чувствительности стабилитрона колеблется в районе 30 мВ. Выходное сопротивление при этом достигает примерно 80 Ом.

Для автомобильных инверторов

Для часто используются серии АС стабилитроны TL431. Схема включения в данном случае подразумевает использование двухразрядных триодов. Непосредственно фильтры применяются открытого типа. Если рассматривать схемы без расширителя, то пороговое напряжение колеблется в районе 10 Вт.

Непосредственно рабочий ток составляет 4 А. Параметр перегрузки системы допускается в 3 мА. Если рассматривать модификации с расширителями, то в данном случае устанавливаются высокоемкостные модуляторы. Резисторы используются стандартно селективного типа.

В некоторых случаях применяются разной мощности усилители. Параметр порогового напряжения, как правило, не превышает 12 Вт. Выходное сопротивление системы может колебаться от 70 до 80 Ом. Показатель точности стабилизации равняется примерно 2%. Рабочий ток у систем составляет не более 4.5 А. Непосредственно подключение стабилитронов происходит через катод.

При ремонте была явная необходимость в первую очередь проверить исправность источника опорного напряжения, но не проверял, откладывал на потом и занимался тем, с чем можно было повременить. Понимал, что «туплю», но ничего поделать не мог. Тестера для проверки TL431 не было. В очередной раз подпаивать «на коленке» детальки проверочной схемы уже было невмоготу. И как не хотелось отвлекаться от начатого ремонта, но пришлось. Душу согревало, что в следующий раз, когда понадобиться проверить Т-эльку проблем не будет.

Схема электрическая тестера

В виртуальном пространстве интернета схем для такой проверки множество. Разницу между ними усмотрел в том, что одни сообщают — сигнализируют о исправности электронного компонента миганием — загоранием светодиодов, другие создают предпосылки для измерения напряжения на выходе, по величине которого и следует судить о исправности TL431. С одной стороны первые вроде как самодостаточны, в дополнение же ко вторым необходим вольтметр. С другой стороны первым нужно «верить на слово», вторые же сами ничего «не решают», а выдают объективную информацию для принятия решения. К тому-же вольтметр всегда под рукой. Выбрал второй вариант, он к тому же ещё и проще, «цена вопроса» — три постоянных резистора.

За подходящим корпусом, для помещения в него всего необходимого, дело не встанет, на сайте есть статья «Изготовление сетевой вилки с нестандартным корпусом». Начал с оборудования верхней крышки корпуса, для этого понадобились трёхвыводная панелька, кнопка нажимного действия и тетрадный лист в клеточку на котором был начерчен круг в соответствии с диаметром крышки и шилом намечены места установки панельки и кнопки. Вырезанный круг уже стал шаблоном, был помещён на крышку и на ней произведена шилом соответствующая разметка. Далее, тем-же шилом, были проколоты отверстия необходимого диаметра под контакты панельки и кнопки.

Так на верхнюю крышку установлены панелька и кнопка (их контакты загнуты изнутри и пропаяны оловом), на среднюю часть корпуса, в качестве разъёма питания, встал «тюльпан», на нижней крышке разместились штыри для подключения к мультиметру. То, что в качестве корпуса выступили некоторые части (две крышки и горлышко) пластиковой ёмкости (молочной бутылки) вероятно ясно и без пояснений.

Осталось с внутренней стороны крышки, на контактах панельки и кнопки смонтировать саму схему, в первую очередь установил три резистора, во вторую были припаяны все соединительные провода. Проводов получилось неожиданно много, тут спешить не надо — немудрено и перепутать.

В этот раз не стал для дополнительного крепления применять клей, а «посадил» всё на меленькие саморезы. По три штуки на каждом элементе. Так более ремонтопригодно, хотя и ремонтировать тут навряд ли, что-то понадобиться. Пробник собран, раз и на всегда. Осталось проверить его работу и соответственно исправность имеющихся в наличии источников опорного напряжения TL431.

Видео

Раз дело «выгорело» и пробник теперь есть, осталось помнить об этом и суметь в случае необходимости быстро его идентифицировать из числа других в таких, же корпусах, что лежат в предназначенной для этого коробке. А ещё нужно помнить, что рабочее напряжение пробника 12 вольт, что при не подключённом TL431 мультиметр будет показывать напряжение 10 вольт, при подключённом 5 вольт, а при нажатой кнопке 2,5 вольта и вдобавок правильно установить проверяемый компонент в панельку. А можно особо и не запоминать, а оформить соответствующим образом лицевую панель. Автор проекта: Babay iz Barnaula .

Обсудить статью ПРОВЕРКА ИСТОЧНИКА ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ TL431

TL 431 интегральный стабилитрон

Основные характеристики программируемого источника опорного напряжения TL 431

Номинальное рабочее напряжение на выходе от 2,5 до 36 В;
Ток на выходе до 100 мА;
Мощность 0,2 Ватт;
Диапазон рабочей температуры для TL 431C от 0° до 70°;
Диапазон рабочей температуры для TL 431A от -40° до +85°.

Точность интегральной схемы TL 431 указывается шестой буквой в обозначении:

Точность без буквы – 2%;
Буква А – 1%;
Буква В – 0, 5%.

Основное предназначение TL 431 стабилизировать опорное напряжение в цепи . При условии, когда напряжение на входе источника ниже номинального опорного напряжения, в программируемом модуле транзистор будет закрыт и проходящий между катодом и анодом ток не будет превышать 1 мА. В случае, когда выходное напряжение станет превышать запрограммированный уровень, транзистор будет открыт и электрический ток сможет свободно проходит от катода к аноду.

Схема включения TL 431

Стабилизатор на основе TL 431

Эта схема стабилизатора, как правило, используется в блоках питания с фиксированным или регулируемым напряжением. Такие стабилизаторы напряжения на TL 431 можно обнаружить в принтерах, плоттерах, и промышленных блоках питания . Если необходимо высчитать напряжение для фиксированных источников питания, то используем формулу Vo = (1 + R 1/ R 2) Vref.

Временное реле

Термостабильный стабилизатор на основе TL 431

Технические характеристики TL 431 позволяют создавать на его основе термостабильные стабилизаторы тока . В которых резистор R2 выполняет роль шунта обратной связи, на нём постоянно поддерживается значение 2,5 В. В результате значение тока на нагрузке будет рассчитываться по формуле Iн=2,5/R2.

Цоколёвка и проверка исправности TL 431

Программы расчёта для TL 431

В интернете существует множество сайтов, где вы сможете скачать программы-калькуляторы для расчёта параметров напряжения и силы тока. В них можно указывать типы резисторов, конденсаторов, микросхем и прочих составных частей схемы. TL 431 калькуляторы также бывают онлайн , они по функционалу проигрывают устанавливаемым программам, но если вам нужно исключительно входные/выходные и максимальные значения схемы, то они справятся с этой задачей.

Зарядка аккумулятора

— как рассчитать значение гистерезисного резистора TL431

Я создаю небольшую плату контроллера робота на базе ESP32. Частично в качестве самообучения (механик-инженер, самоучка по электричеству, но это для хобби: P), а частично потому, что для этого требуется довольно индивидуальный набор выходных сигналов двигателя, сервопривода и ESC.

Для управления питанием я буду использовать липо аккумулятор 2S. Назначение схемы ниже — предоставить физический метод включения / выключения питания (SW1), обеспечить схему отключения низкого заряда батареи (с использованием TL431 и Q1) и обеспечить питание 5 В для сервоприводов и контроллера.

Мои основные вопросы связаны с цепью отключения по низкому напряжению, но я включил остальные для контекста и на случай, если вы хотите сообщить мне, что я тоже сделал что-то не так!

Итак, для схемы отключения батареи я выполнил расчеты делителя напряжения таким образом, что при напряжении отключения (7,4 В для 2-секундного липо — это нижний предел безопасного разряда на основе моих исследований) опорное напряжение, входящее в TL431, составляет 2,5 В. с его внутренним опорным напряжением. Я смоделировал это в схемотехнической лаборатории, и, похоже, он работает хорошо.Моя проблема в том, что в реальном мире будут некоторые проблемы с истерикой вокруг значения 7,4 В — я обнаружил, что вы можете добавить резистор обратной связи (R4) вокруг TL431, но я не могу на всю жизнь найти управляемое объяснение о том, как рассчитать это значение, чтобы у меня был нижний предел отсечки 7,3 и верхний предел отсечки 7,4, создавая эффективную полосу для предотвращения переключения схемы из-за некоторого шума или незначительных колебаний напряжения батареи.

edit 1 — первая попытка повторного рисования схемы TL431 для облегчения чтения.немного смущает V + и Vout на диаграмме, представленной в комментариях. В моей голове сторона Vout должна исходить от батареи, чтобы делитель напряжения всегда предоставлял ссылку на TL431, но нотация Vout для меня звучит так, как будто это должно быть напряжение на выходе из IC? Также я заменил его на транзистор типа P, как показано на схеме — думаете, что в исходной схеме использовались резистор типа N и подтягивающий резистор для уменьшения утечки тока?

Edit 2 — Послушал совет и вместо копирования схемы я попытался перерисовать свою оригинальную.добавил несколько примечаний, чтобы показать мое понимание того, что делает каждый бит. Я немного сбит с толку, как работает резистор обратной связи R8 и не позволяет просто уменьшить поток через схему? Я предполагаю, что сверхвысокое значение сопротивления (я просто использовал то, что было в примере, который я нашел в Интернете — здесь) вызывает большое падение напряжения.

Редактировать 3 — Привет всем — я думаю, что сегодня утром у меня голова кружилась. вот расчеты, которые я сделал, чтобы установить номиналы резисторов!

Как я могу проверить TL431, чтобы узнать, поврежден он или нет? | Страница 2

Привет, MrAl,
Нужна твоя большая помощь!
Несколько недель спустя сегодня я рассчитал все резисторы, напряжения и токи этой простой схемы, разработанной вами.Но я загадка для последовательного резистора (вы написали R = 90 Ом). Я попробовал данную вами формулу, но получил другое значение.
Покажите мне, пожалуйста, эти несколько шагов расчета.
(пробовал с симуляцией, но больше озадачил)

Привет Виллен,

Форумла на схеме (сообщение № 10) показывает:
Vout = (1 + R2 / R1) * Vref

, поэтому, когда R1 = R2, получается:
Vout = 2 * Vref

Микросхема имеет встроенную ссылку, которая установлена на 2.5 В, поэтому на выходе будет два раза по 2,5 В, что дает 5 В. Вот как получается выходное напряжение.

Теперь, чтобы установить последовательный резистор R (показанный на схеме как 90 Ом), вам необходимо знать ток нагрузки Iout и минимальное входное напряжение Vmin, и, конечно, выходное напряжение Vout. Предполагая, что R1 и R2 большие (например, 10 кОм каждый), мы используем ток нагрузки для расчета падения напряжения на R (резистор 90 Ом) и убеждаемся, что при таком падении напряжения у нас все еще будет достаточно напряжения, чтобы достичь как минимум 5 вольт. для вывода.
Падение напряжения составляет:
Vdrop = R * Iout = 90 * 0,010 (90 Ом, умноженное на 10 мА) = 0,9 В

, и поскольку минимальное входное напряжение составляет 6 вольт, это дает нам нерегулируемое выходное напряжение:
Vmin-Vdrop = 6-0,9 = 5,1 вольт.

Теперь, поскольку 5,1 вольт больше, чем мы хотим, то есть 5,0 вольт, это значение резистора в порядке и оставляет немного места для ошибки.

Чтобы точно рассчитать это значение или R, мы должны использовать это:
R = (Vmin-Vout) / Iout
, поэтому мы получим:
R = (6-5) / 0.010 = 100 Ом

, поэтому 100 Ом будет более точным значением, но 90 Ом допускают небольшую погрешность.

Вы также хотите рассчитать ток микросхемы, когда на входе Vmax, чтобы убедиться, что он не превышает требований этой микросхемы. Максимум для этого чипа, я думаю, составляет 100 мА (дважды проверьте это в листе данных). А также проверьте рассеиваемую мощность в последовательном резисторе R и микросхеме.

Итак, сначала давайте рассчитаем ток через микросхему при максимальном входном значении 9.5 вольт …
Ichip = (Vmax-Vout) / R-Iout
так:
Ichip = (9.5-5.0) /90-0.010=0.040 ампер

, и это всего лишь 40 мА, поэтому конструкция пока работает, потому что это меньше 100 мА.

Теперь рассеиваемая мощность в микросхеме:
Pchip = Ichip * Vout
, поэтому:
Pchip = 0,040 * 5 = 0,2 Вт, что составляет 200 милливатт.

Звучит нормально, но проверьте данные, чтобы убедиться, что пакет может выдержать 200 мВт без радиатора, или же добавьте радиатор. 2 / R
, поэтому:
Pr = (9,5-5.2/90 = 0,225 Вт, что составляет 225 милливатт.

Теперь резистор на 1/4 Вт составляет 250 мВт, а у нас есть возможное значение резистора 225 мВт, поэтому, возможно, нам следует использовать вместо него резистор 1/2 Вт, который составляет 500 мВт, что было бы намного лучше.

Вы также можете подумать об эффективности. Здесь у нас есть выходная мощность 5 * 0,010 или 50 мВт, и иногда у нас может быть 225 мВт, рассеиваемая на резисторе и 200 мВт в корпусе, поэтому будут моменты, когда эффективность будет довольно низкой, что означает, что большая часть энергии, хранящейся в батарее, идет на трата.Это основная сущность шунтирующего регулятора.

Теперь этот процесс проектирования стал более понятным?

Управляемый стабилитрон 3 431. Описание регулируемого стабилитрона TL431

Выпуск интегральной микросхемы начался в далеком 1978 году и продолжается по сей день. Микросхема позволяет изготавливать различные типы сигнально-зарядных устройств для повседневного использования. Микросхема tl431 широко применяется в бытовой технике: мониторах, магнитофонах, планшетах.TL431 — это разновидность программируемого регулятора напряжения.

Схема подключения и принцип работы

Принцип работы довольно простой. Стабилизатор имеет постоянное опорное напряжение , и если подаваемое напряжение меньше этого номинала, то транзистор закроется и не допустит прохождения тока. Это хорошо видно на следующей диаграмме.

Если это значение превышено, регулируемый стабилитрон откроет транзистор P-N, и ток будет течь дальше к диоду, от плюса к минусу.Выходное напряжение будет постоянным. Соответственно, если ток упадет ниже опорного напряжения, управляемый операционный усилитель закроется.

Распиновка и технические параметры

Операционный усилитель доступен в разных корпусах. Изначально это был корпус ТО-92, но со временем его заменила более новая версия СОТ-23. Ниже представлена распиновка и типы корпусов, начиная от самого «древнего» и заканчивая обновленной версией.

На рисунке видно, что распиновка tl431 различается в зависимости от типа корпуса.У ТЛ431 есть отечественные аналоги КР142ЕН19А, КР142ЕН19А. Также есть зарубежные аналоги tl431: КА431АЗ, КИА431, LM431BCM, AS431, 3с1265р, которые ничем не уступают отечественной версии.

Технические характеристики TL431

Этот операционный усилитель работает от 2,5 В до 36 В. Рабочий ток усилителя колеблется от 1А до 100 мА, но есть один важный нюанс: если требуется стабильность в работе стабилизатора, то сила тока на входе не должна опускаться ниже 5 мА.Tl431 имеет значение опорного напряжения , которое определяется шестой буквой в маркировке:

Если буквы нет, то точность — 2%.
Буква А в маркировке означает — точность 1%.
Буква B говорит о точности 0,5%.

Более развернутые технические характеристики показаны на рис. 4

В описании tl431A вы можете видеть, что текущее значение довольно мало и составляет заявленные 100 мА, а количество мощности, рассеиваемой этими корпусами, не превышает сотен. милливатт.Этого недостаточно. Если приходится работать с более серьезными токами, то правильнее будет использовать мощные транзисторы с улучшенными параметрами.

Проверка стабилизатора

Сразу возникает уместный вопрос, а как проверить tl431 мультиметром … Как показывает практика, одним мультиметром проверить не получится. Чтобы проверить tl431 с помощью мультиметра, необходимо собрать схему. Для этого вам потребуются: три резистора (один из них подстроечный), светодиод или лампочка, источник постоянного тока 5В.

Резистор R3 должен быть выбран таким образом, чтобы он ограничивал ток в цепи питания до 20 мА. Его номинал примерно 100 Ом. Резисторы R2 и R3 действуют как балансир. Как только на управляющем электроде появится напряжение 2,5 В, переход светодиода откроется и напряжение пойдет через него. Преимущество этой схемы в том, что светодиод действует как индикатор.

Источник постоянного тока — 5В фиксированный, а управлять микросхемой tl431 можно с помощью переменного резистора R2.Когда на микросхему не подается питание, диод не загорается. После изменения сопротивления триммером загорается светодиод. После этого мультиметр необходимо включить в режим измерения постоянного тока и измерить напряжение на управляющем выходе, которое должно быть 2,5. Если напряжение присутствует и светодиод горит, то элемент можно считать исправным.

На базе операционного усилителя tl431 можно создать простой стабилизатор. Для создания желаемого значения U необходимы три резистора.Необходимо рассчитать номинальное значение запрограммированного напряжения стабилизатора. Расчет можно произвести по формуле: Uout = Vref (1 + R1 / R2). По формуле U на выходе зависит от значения R1 и R2. Чем выше сопротивление R1 и R2, тем ниже напряжение выходного каскада. Получив номинальное R2, значение R1 можно рассчитать следующим образом: R1 = R2 (Uout / Vref — 1). Регулируемый стабилизатор можно включить тремя способами.

Необходимо учесть важный нюанс: сопротивление R3 можно рассчитать по формуле, по которой рассчитывалось номинальное значение R2 и R2.В выходной каскад не следует устанавливать полярный или неполярный электролит, чтобы избежать шума на выходе.

Зарядное устройство для мобильного телефона

Стабилизатор можно использовать как своего рода ограничитель тока. Это свойство пригодится в зарядных устройствах мобильных телефонов.

Если напряжение на выходном каскаде не достигает 4,2 В, ток в цепях питания ограничивается. После достижения заявленных 4,2 В стабилизатор снижает значение напряжения — следовательно, значение тока также падает.Элементы схемы VT1, VT2 и R1-R3 отвечают за ограничение величины тока в цепи. Сопротивление R1 шунтирует VT1. После превышения 0,6 В элемент VT1 открывается и постепенно ограничивает подачу напряжения на биполярный транзистор VT2.

На базе транзистора VT3 значение тока резко снижается. Переходы постепенно закрываются. Напряжение падает, что приводит к падению силы тока. Как только U приближается к 4,2 В, регулятор tl431 начинает снижать свое значение на выходных каскадах устройства, и заряд прекращается. Для изготовления устройства необходимо использовать следующий набор элементов:

Необходимо convert Особое внимание к транзистору az431 … Для равномерного снижения напряжения на выходных каскадах желательно поставить транзистор az431, Паспорт биполярного транзистора можно увидеть в таблице.

Именно этот транзистор плавно снижает напряжение и ток. Вольт-амперные характеристики этого элемента хорошо подходят для решения поставленной задачи.

Операционный усилитель TL431 — многофункциональный элемент, позволяющий проектировать различные устройства: мобильные телефоны, системы охранной сигнализации и многое другое. Как показывает практика, операционный усилитель имеет хорошие характеристики и не уступает зарубежным аналогам.

TL 431 — это программируемый регулятор напряжения байпаса. Хотя эту интегральную схему начали производить в конце 70-х годов, она до сих пор не сдает своих позиций на рынке и пользуется популярностью среди радиолюбителей и крупных производителей электрооборудования.На плате этого программируемого стабилизатора есть фоторезистор, датчик измерения сопротивления и термистор. TL 431 широко используется в самых разных бытовых электроприборах и промышленном оборудовании. Чаще всего этот встроенный стабилитрон можно встретить в блоках питания компьютеров, телевизоров, принтеров и зарядных устройствах для литий-ионных аккумуляторов телефонов.

TL 431 встроенный стабилитрон

Основные характеристики программируемого источника опорного напряжения TL 431

Номинальное рабочее напряжение на выходе из 2.От 5 до 36 В;
Выходной ток до 100 мА;
Мощность 0,2 Вт;
Диапазон рабочих температур TL 431C от 0 ° до 70 °;
Диапазон рабочих температур TL 431A составляет от -40 ° до + 85 °.

Точность интегральной схемы TL 431 обозначается шестой буквой в обозначении:

Точность без буквы — 2%;
Буква А — 1%;
Буква Б — 0,5%.

Широкое распространение обусловлено невысокой ценой, универсальным форм-фактором, надежностью и хорошей устойчивостью к агрессивным факторам окружающей среды.Но также следует отметить точность этого регулятора напряжения. Это позволило ему занять нишу в устройствах микроэлектроники.

Основное назначение TL 431 — стабилизация опорного напряжения в цепи … При условии, что напряжение на входе источника ниже номинального опорного напряжения, транзистор в программируемом модуле будет закрыт и ток прохождение между катодом и анодом не превышает 1 мА. В случае, когда выходное напряжение превысит запрограммированный уровень, транзистор откроется и электричество сможет беспрепятственно пройти от катода к аноду.

Схема подключения TL 431

В зависимости от рабочего напряжения устройства схема подключения будет состоять из одноступенчатого преобразователя и расширителя (для устройств на 2,48 В) или модулятора малой мощности (для устройств на 3,3 В). А также для снижения риска короткого замыкания в цепи устанавливается предохранитель, обычно за стабилитроном. На физическое соединение влияет форм-фактор устройства, в котором будет размещена схема TL 431, и условия окружающей среды (в основном температура).

Стабилизатор на базе TL 431

Самым простым стабилизатором на базе TL 431 является параметрический стабилизатор. Для этого нужно включить в схему два резистора R 1, R 2, с помощью которых можно выставить выходное напряжение для TL 431 по формуле: U out = Vref (1 + R 1 / R 2). Как видно из формулы, здесь выходное напряжение будет прямо пропорционально отношению R 1 к R 2. Интегральная схема будет поддерживать напряжение на уровне 2,5 В. Для резистора R 1 выходное значение рассчитывается следующим образом. : R 1 = R 2 (U out / Vref — один).

Эта схема регулятора обычно используется в источниках питания с фиксированным или регулируемым напряжением … Такие регуляторы напряжения на TL 431 можно найти в принтерах, плоттерах и промышленных источниках питания. Если вам нужно рассчитать напряжение для фиксированных блоков питания, то воспользуемся формулой Vo = (1 + R 1 / R 2) Vref.

Реле времени

Высокоточные характеристики TL 431 позволяют использовать его не совсем по «прямому» назначению. Благодаря тому, что входной ток этого регулируемого стабилизатора составляет от 2 до 4 мкА, то с помощью этой микросхемы можно собрать реле времени.Роль таймера в нем будет играть R1, который начнет постепенно заряжаться после размыкания контактов S 1 C 1. Когда напряжение на выходе стабилизатора достигнет 2,5 В, транзистор DA1 будет открыт, появится ток будет течь через светодиоды оптопары PC 817, и открытый фоторезистор замкнет цепь.

Термостабильный стабилизатор на базе ТЛ 431

Технические характеристики TL 431 позволяют создавать на его основе термостабильные стабилизаторы тока. … В котором резистор R2 действует как шунт обратной связи, на нем постоянно поддерживается значение 2,5 В. В результате значение тока на нагрузке будет рассчитано по формуле In = 2,5 / R2.

Распиновка и проверка работоспособности TL 431

Форм-фактор и распиновка TL 431 зависят от производителя. Есть варианты в старом ТО-92 и новом СОТ-23 пакетах. Не забываем и об отечественном аналоге: КР142ЕН19А также широко распространен на рынке.В большинстве случаев распиновка наносится прямо на плату. Однако не все производители делают это, и в некоторых случаях вам придется искать информацию о контактах в паспорте конкретного устройства.

TL 431 представляет собой интегральную схему и состоит из 10 транзисторов. Из-за этого проверить мультиметром невозможно. Для проверки целостности микросхемы TL 431 нужно использовать тестовую схему. Конечно, часто нет смысла искать перегоревший элемент и проще заменить всю схему.

Программа расчета для TL 431

В Интернете есть множество сайтов, где можно скачать программы-калькуляторы для расчета параметров напряжения и тока. В них могут быть указаны типы резисторов, конденсаторов, микросхем и других компонентов схемы. Калькуляторы TL 431 тоже онлайн , по функционалу они уступают установленным программам, но если вам нужен только ввод / вывод и максимальные значения схемы, то они справятся с этой задачей.

Сразу оговорюсь, что эта статья не панацея. Для некоторых это может не сработать.

Сначала я расскажу о TL431 и о том, что он делает. TL431 — это управляемый стабилитрон, с помощью которого можно получать стабилизированные напряжения в широком диапазоне от 2,5 до 36 вольт. Используя эту микросхему, можно сделать источник опорного напряжения для блоков питания, а также для различных измерительных схем.

Рисунок взят из технического описания ON Semiconductor

Ниже представлены два варианта даташита на эту микросхему.

Техническое описание ON Semiconductor https://www.onsemi.com/pub/Collateral/TL431-D.PDF
Texas Instruments http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf

Распиновка этой микросхемы лучше всего отображена в даташите ON Semiconductor.

Одна маленькая деталь, найденная в техническом описании Texas Instruments

На всех рисунках одна надпись «вид сверху», что переводится как «вид сверху». Если невнимательно взглянуть на даташит, не зная, что он означает, можно неправильно распаять его на плате.

В одной из своих схем я использовал микросхему TL431, и она оказалась неисправной. Поискав по форумам, нашел способ протестировать эту микросхему. И кое-где видел, как эта микросхема называется мультиметром, но, увы, все это не так. Я тоже сначала пробовал проверить мультиметром, но это событие сразу отложил в сторону. И решил попробовать проверить с помощью универсального тестера компонентов, который ранее был куплен на aliexpress.

Во время проверки сделал таблицу.Сначала я проверил его в двухпортовом режиме (если в таблице показаны два контакта, вам просто нужно объединить оба контакта вместе).

Результаты замера первого экземпляра

Измерение 1 — REF; 2 — катод.

Измерение 1 — анод; 2 — катод.

Измерение 1 — REF, катод; 2 — анод.

Измерение 1 — REF; 2 — катод, анод.

Измерение 1 — REF, 2 — анод, 3 — катод.

Результаты замера второго экземпляра.

Разница небольшая. Глядя на стол, вы замечаете определенную закономерность. Например, на линии 4 это фактически рабочий режим TL431 для получения 2,5 вольт. Но самое интересное — это режим измерения в трехполюсном режиме. В одном случае он определяется как транзистор, а во втором — как недостающая деталь. Самое интересное в случае, когда транзистор определен: определен транзистор структуры NPN, вывод REF определен как эмиттер, анод как база, а катод как коллектор.Между REF и катодом диод является катодом, который направлен к катоду.

На основании этих данных уже можно судить, исправлена микросхема или нет, а также определить распиновку.

Добрый день, друзья!

Сегодня мы познакомимся с еще одним аппаратным обеспечением, которое используется в компьютерной технике. Используется не так часто, как скажем или, но тоже заслуживает внимания .

Что такое опорное напряжение TL431?

В блоках питания персональных компьютеров можно встретить микросхему источника опорного напряжения (ИОН) TL431.

Вы можете представить его как регулируемый стабилитрон.

Но это именно микросхема, так как в ней размещено более десятка транзисторов, не считая других элементов.

Стабилитрон — это такая вещь, которая поддерживает (стремится поддерживать) постоянное напряжение на нагрузке. «Почему это необходимо?» — ты спрашиваешь.

Дело в том, что микросхемы, составляющие компьютер — и большие, и маленькие — могут работать только в определенном (не очень большом) диапазоне питающих напряжений.Если диапазон превышен, очень вероятен их выход из строя.

Следовательно, в (не только компьютере) используются схемы и компоненты для стабилизации напряжения.

При определенном диапазоне напряжений между анодом и катодом (и определенном диапазоне катодных токов) микросхема обеспечивает на своем выходе эталонное напряжение 2,5 В относительно анода.

С помощью внешних цепей (резисторов) можно изменять напряжение между анодом и катодом в довольно широком диапазоне — от 2.От 5 до 36 В.

Таким образом, нам не нужно искать стабилитроны на определенное напряжение! Можно просто изменить номиналы резисторов и получить нужный нам уровень напряжения.

В компьютерных блоках питания имеется резервный источник напряжения + 5VSB.

Если вилка блока питания вставлена в розетку, она присутствует на одном из контактов основного разъема питания — даже если компьютер не включен.

В этом случае некоторые компоненты материнской платы компьютера находятся под таким напряжением..

Именно с его помощью запускается основная часть БП — по сигналу с материнской платы. Микросхема TL431 часто участвует в формировании этого напряжения.

При выходе из строя значение напряжения режима ожидания может отличаться — и довольно сильно — от номинального значения.

Чем это может нам угрожать?

Если напряжение + 5VSB больше необходимого, компьютер может зависнуть, так как некоторые микросхемы материнской платы питаются от повышенного напряжения.

Иногда такое поведение компьютера вводит в заблуждение неопытного мастера по ремонту. Ведь он измерил основные напряжения питания блока питания +3,3 В, +5 В, +12 В — и увидел, что они в пределах допуска.

Он начинает копать где-нибудь в другом месте и тратит много времени на устранение неполадок. И просто нужно было измерить напряжение дежурного источника!

Напомним, что напряжение + 5VSB должно быть в пределах 5% допуска, то есть находиться в диапазоне 4,75 — 5,25 В.

Если напряжение резервного источника меньше необходимого, компьютер может вообще не запуститься .

Как проверить TL431?

Невозможно «прозвонить» эту микросхему как штатный стабилитрон.

Чтобы убедиться, что он работает правильно, вам нужно собрать небольшую схему для тестирования.

В этом случае выходное напряжение в первом приближении описывается формулой

Vo = (1 + R2 / R3) * Vref (см. Техническое описание *), где Vref — опорное напряжение, равное 2.5 В.

Когда кнопка S1 замкнута, выходное напряжение будет 2,5 В (опорное напряжение), при отпускании — 5 В.

Таким образом, нажав и отпустив кнопку S1 и измерив сигнал на выходе схемы, можно убедиться, что микросхема исправна (или неисправна).

Тестовая схема может быть выполнена в виде отдельного модуля с использованием 16-контактного 2,5 мм DIP-разъема. Электропитание и измерительные провода тестера подключаются к выходным клеммам модуля.

Для проверки микросхемы нужно вставить ее в разъем, нажать кнопку и посмотреть на дисплей тестера.

Если микросхема не вставлена в разъем, выходное напряжение будет примерно 10 В.

Вот и все! Просто, не правда ли?

* Datasheet — это паспорта электронных компонентов. Их можно найти с помощью поисковой системы в Интернете.

С вами был Виктор Геронда. Увидимся в блоге!

Мне нужен был недорогой источник опорного напряжения.Полистав каталоги, остановил свой выбор на микросхеме TL431 за 20 руб. Сейчас я расскажу, что это за насекомое и как им пользоваться.

TL431 — это так называемый программируемый стабилитрон. Он используется в качестве источника опорного напряжения и источника питания для маломощных цепей. Выпускается несколькими производителями и в разных упаковках, мне достался от Texas Instruments в пакете SOT23.

Технические характеристики:

Выходное напряжение от 2,5 до 36 В
— рабочий ток от 1 до 100 мА
— выходное сопротивление 0.2 Ом
— точность 0,5%, 1% и 2%

Имеет три вывода. Два вроде стандартного стабилитрона — анод и катод. И вывод опорного напряжения, который подключается к катоду или средней точке делителя напряжения. На зарубежных схемах он обозначается так:

Минимальная проводка требует одного резистора и обеспечивает опорное напряжение 2,5 В.

Резистор в этой цепи рассчитывается по следующей формуле:

, где Ist — это ток TL431, а Il — ток нагрузки.Входной ток эталонного вывода не учитывается, так как он составляет ~ 2 мкА.

На полной схеме подключения к TL431 добавлены еще два резистора, но в этом случае может быть получено произвольное выходное напряжение.

Значения резисторов делителя напряжения и выходное напряжение TL431 связаны следующим соотношением:

, где Uref = 2,5 В, Iref = 2 мкА. Это типичные значения, они имеют определенный диапазон (см. Таблицу).

Если вы установите номинал одного из резисторов и выходное напряжение, то вы можете рассчитать номинал второго резистора.

А зная выходное напряжение и входной ток, можно рассчитать номинал резистора R1:

где Iin — входной ток схемы, который является суммой рабочего тока TL431, тока делителя напряжения и тока нагрузки.

Если для получения опорного напряжения используется TL431, то резисторы R2 и R3 нужно брать с точностью до 1% из серии E96.

Исходные данные

Входное напряжение Uin = 9 В
Требуемое выходное напряжение Uout = 5 В
Ток нагрузки Il = 10 мА

Данные из таблицы:

Ist = 1..100 мА
Iref = 2 мкА
Uref = 2.495V

Расчет

Выставляем номинал резистора R2. Максимальное значение этого резистора ограничено током Iref = 2 мкА. Если мы примем номинал резистора R2 равным единицам / десяткам кОм, то этого будет достаточно. Пусть R2 = 10 кОм.

Поскольку TL431 используется в качестве источника питания, высокая точность здесь не требуется, и членом Iref * R2 можно пренебречь.

Округленное значение R3 составляет 10 кОм.

Ток делителя напряжения Uвых / (R1 + R2) = 5/20000 = 250 мкА.

TL431 ток может быть от 1 до 100 мА. Если взять ток Ist> 2 мА, то током делителя можно пренебречь.

Тогда входной ток будет равен Iin = Ist + Il = 2 + 10 = 12 мА.

И номинальное значение R1 = (Uin — Uout) / Iin = (9-5) / 0,012 = 333 Ом. Округлите до 300.

Мощность, рассеиваемая на резисторе R1, составляет (9 — 5) * 0,012 = 0,05 Вт. На других резисторах она будет еще меньше.

R1 = 300 Ом
R2 = 10 кОм
R3 = 10 кОм

Примерно так, без учета нюансов.

Если использовать TL431 и поставить на выход конденсатор, микросхема может «гудеть». Вместо уменьшения выходного шума на катоде будет появляться периодический пилообразный сигнал в несколько милливольт.

Емкость нагрузки, при которой TL431 ведет себя стабильно, зависит от катодного тока и выходного напряжения. Возможные значения емкости показаны на картинке из даташита. Стабильные регионы — это те, которые находятся вне графиков.

Шунтирующий регулятор TL431: распиновка, техническое описание, схемы [видео]

TL431 — шунтирующий регулятор. В этом блоге рассказывается о распиновке регулятора TL431, техническом описании, эквиваленте, функциях и другой информации о том, как использовать и где использовать это устройство.

В этом видео представлены схемы источника питания шунтирующего регулятора TL431

Каталог

TL431 Распиновка

TL431 Параметры

Начальная точность (макс.) (%)	0,5, 1, 2
Iout / Iz (макс.) (МА)	100
Iz для регулирования (мин) (мкА)	400
Диапазон рабочих температур (C)	от -40 до 85, от -40 до 125, от 0 до 70
Рейтинг	Каталог
Опорное напряжение	Регулируемый
Температурный коэффициент (макс.) (Ppm / градус C)	92
ВО (В)	2.495
Регулировка VO (макс.) (В)	36
Регулировка VO (мин.) (В)	2.495

Цепь TL431

Прецизионный сильноточный регулятор серии

Управление выходом трехконтактного фиксированного регулятора

Сильноточный шунтирующий регулятор

TL431 Характеристики

Программируемый стабилитрон
Выходное напряжение: 2.От 5 В до 36 В
Выходной ток: от 1 мА до 100 мА (ток потребления)
Допуск выходного напряжения: ± 4%
Выходное сопротивление: 0,22 Ом
Доступен в корпусах To-92 (3 контакта) и PDIP, SOIC (8 контактов)

Приложение TL431

Режим переключения Источники питания
Изолированные цепи питания
Компараторы напряжения
Цепи регулирования тока

TL431 Пакет

TL431 Advantage

Калькулятор TL431

Устройство TL431 представляет собой трехконтактный регулируемый шунтирующий регулятор с заданной температурной стабильностью в применимых автомобильных, коммерческих и военных диапазонах температур.Для выходного напряжения можно установить любое значение от Vref (приблизительно 2,5 В) до 36 В с помощью двух внешних резисторов. Устройство имеет типичное выходное сопротивление 0,2 Ом. Схема активного выхода обеспечивает очень резкую характеристику включения, что делает эти устройства отличной заменой стабилитронам во многих приложениях, таких как встроенное регулирование, регулируемые источники питания и импульсные источники питания. TL431 предлагается в трех вариантах с начальными допусками (при 25 ° C) 0,5%, 1% и 2% для классов B, A и стандартного соответственно.Кроме того, низкий дрейф выходного сигнала в зависимости от температуры обеспечивает хорошую стабильность во всем температурном диапазоне.

Функциональная блок-схема TL431

Vref — это внутренний источник опорного напряжения 2,5 В, подключенный к обратному входу операционного усилителя. Из характеристик операционного усилителя видно, что только когда напряжение на выводе REF (вывод того же направления) выше, чем Vref (2,5 В), ток будет течь в транзисторе. Когда неинвертирующее входное напряжение меньше 2.5 В, триод находится в отключенном состоянии (в идеальном состоянии), и ток через триод изменится с 1 мА до 100 мА при небольшом изменении напряжения на клеммах REF.

Конечно, эта диаграмма ни в коем случае не является реальной внутренней структурой TL431 , но ее можно использовать для анализа и понимания схемы.

TL431 Документы

TL431 Производитель
Texas Instruments Inc.(TI) — американская технологическая компания, которая разрабатывает и производит полупроводники и различные интегральные схемы, которые она продает разработчикам и производителям электроники по всему миру. Штаб-квартира находится в Далласе, штат Техас, США. TI входит в десятку ведущих мировых производителей полупроводников по объему продаж. Texas Instruments специализируется на разработке аналоговых микросхем и встроенных процессоров, на которые приходится более 80% их доходов. TI также производит технологию цифровой обработки света (DLP) TI и продукты образовательной техники, включая калькуляторы, микроконтроллеры и многоядерные процессоры.На сегодняшний день у TI более 43 000 патентов по всему миру.
Лист данных на компоненты
TL431 Лист данных
FAQ
Какая польза от TL431?
TL431 является «программируемым прецизионным эталоном» и обычно используется в импульсных источниках питания, где он обеспечивает обратную связь, указывающую, является ли выходное напряжение слишком высоким или слишком низким. За счет использования специальной схемы, называемой запрещенной зоной, TL431 обеспечивает стабильное опорное напряжение в широком диапазоне температур.
Что такое транзистор TL431 T?
TL431 представляет собой стабилизирующий диод , выходное напряжение которого можно программировать, изменяя номиналы подключенных к нему резисторов. Он действует почти как стабилитрон, за исключением того, что номинальное напряжение этой ИС является программируемым. Обычно он используется для обеспечения отрицательного или положительного опорного напряжения.
Как работает шунтирующий регулятор?
Шунтирующий регулятор или шунтирующий регулятор напряжения представляет собой разновидность регулятора напряжения, в которой регулирующий элемент шунтирует ток на землю.Шунтирующий регулятор работает, поддерживая постоянное напряжение на своих выводах, и он принимает избыточный ток для поддержания напряжения на нагрузке.
Симуляторы / примеры
Регулятор напряжения серии Схема защиты от снятия светодиода
Управление питанием
TL431
PI6C20400
Компаратор окна напряжения с TL431 AN62 AN62-11-WinComp.sxsch
ZR431 Суммирующий усилитель с ZR431 AN66 AN67-Ref-Add-Mx.sxsch
ZR431 с ограничением тока с использованием ZR431 и ZXTN25020 AN59 AN59-02-SeR.sxsch
ZXTN25020DZ
ZXTN2040F Прецизионный источник или приемник тока с ZXTN2040 AN62 AN62-12-CSo-CSi.sxsch
AP393 Контроль тока и защита с AP393 и ZRC250 Cooler_failure_protection.sxsch
ZXCT1009
ZTX653 Обратный преобразователь с 12 В на 20 В для зарядного устройства Ni-Cd с ZTX653 AN39 AN2_12_to_20V_Flyback_Convertor.sxsch
ZXCT1009 Двунаправленный датчик тока с ZXCT1009 AN39 AN39-1-Fig-14-1009.sxsch
ZXCT1009 Монитор тока с защитой от перенапряжения с ZXCT1009 AN39 AN39-1-Фиг-10A-1009.sxsch
ZXCT1009 Защита от переходных напряжений до 400 В с ZXCT1009 AN39 AN39-1-Fig-10B-1009.sxsch
ZXCT1009 Базовый монитор тока с ZXCT1009 AN39 AN39-1-Fig-6-1009.sxsch
ZXCT1009 Монитор высокого бокового тока с ZXCT1009 AN39 AN39-1-Fig-12-1010.sxsch
ZXCT1010 Монитор тока для источника питания 1 кВ с ZXCT1010 СМ-1кВ-1010.sxsch
ZXCT1010 Источник постоянного тока с ZXCT1010 CM-LED-Драйвер-1010.sxsch
ZXCT1012 ZXCT1012 лист данных схемы ZXCT1012_basic_circuit.sxsch
ZXCT1020 ZXCT1020 лист данных схемы ZXCT1020_basic_configuration.sxsch
ZXCT1021 Усилитель переменного тока с коэффициентом усиления 10 (20 дБ) с ZXCT1021 АС-Усилитель-1021.sxsch
ZXCT1022 Усилитель переменного тока с коэффициентом усиления 100 (40 дБ) с ZXCT1021 AC-Amp-x100-1022.sxsch
ZXCT1030 Прецизионный электронный предохранитель (e-предохранитель) / фиксирующий датчик перегрузки по току с ZXCT1030 AN39 AN39-1-Fig-22-1030.sxsch
ZXCT1032 ZXCT1032 лист данных схемы ZXCT1032_datasheet_circuit.sxsch
ZXCT1041 Двунаправленный датчик тока с ZXCT1041 AN39 AN39-1-Фиг-14-1041.sxsch
ZXCT1041 Двухполупериодный прецизионный выпрямитель с ZXCT1041 AN55 Прецизионный выпрямитель-1041-0810.sxsch
ZXCT1050 Монитор тока для питания от 20 В до 30 В с широким синфазным диапазоном с ZXCT1050 AN39 AN39-1-Fig-29-1050.sxsch
ZXCT1050 ZXCT1050 Монитор нижнего уровня ZXCT1050_as_low_side_monitor_on_a_-ve рейка.sxsch
ZXCT1050 Защита от перегрузки по току для усилителей звука с ZXCT1009 Over_Current_Protection_in_Audio.sxsch
ZXCT1009
ZXCT1080 ZXCT1080 лист данных схемы ZXCT1080_basic_configuration.sxsch
ZXSC400 Повышающий преобразователь с 3 В на 12 В с ZXSC400 и ZXTN25012 ZXSC400_5V_to_12V_Boost.sxsch
ZXSC400 Повышающий преобразователь с 5 В на 300 В с ZXSC440 и ZXMN6A07Z ZXSC440_5V_to_300V_boost.sxsch
Освещение
AL8400
AL8400 EV1 Схема управления 3 светодиодами при 150 мА от 6-18 В постоянного тока AL8400_EV1.sxsch
AL8400 AL8400 EV1 Схема управления 7 светодиодами при 150 мА от 22-33 В постоянного тока AL8400_EV1_ext_VIN.sxcsh
AL8400
AL8400 управляет 2 цепочками по 3 светодиода при 150 мА от 12-18 В постоянного тока
AL8400_2LED_strings.sxsch
AL8805
AL8805 EV1 Цепь управляет 1 светодиодом при 680 мА от 6-30 В постоянного тока
AL8805_EV1.sxsch
AL8805
AL8805 EV2 Цепь управляет 1 светодиодом при 680 мА от 12 В переменного тока
AL8805_EV2.sxcsh
AL8806
AL8806 EV4 Схема, управляющая 2 светодиодами на 1,5 А от 9-30 В постоянного тока
AL8806_EV4.sxsch
AL8806
AL8806 EV6 Цепь управляет 2 светодиодами при 1,1 А от 12 В переменного тока
AL8806_EV6.sxsch
AL8807
AL8807 EV1 Схема управления 1 светодиодом при 680 мА от 6-30 В постоянного тока
AL8807_EV1.sxsch
AL8807
AL8807 EV2 Схема управления 1 светодиодом при 680 мА от 12 В переменного тока
AL8807_EV2.sxsch
AL8807
AL8807 EV3 Схема управления 1 светодиодом на 1 А от 6-36 В постоянного тока
AL8807_EV3.sxsch
AL8807
AL8807 EV4 Схема управления 2 светодиодами на 1,1 А от 12 В переменного тока
AL8807_EV4.sxsch
AL8807A
AL8807A EV1 Схема управления 1 светодиодом при 680 мА от 6-30 В постоянного тока
AL8807A_EV1.sxsch
AL8807A
AL8807A EV3 Схема управления 1 светодиодом на 1 А от 6-36 В постоянного тока
AL8807A_EV3.sxsch
AL8807A
AL8807A EV3 Схема управления 1 светодиодом от 12 В до 1 А с CTRL от 0,25 В до 2,5 В
AL8807A_EV3_DCDim.sxsch
AP8802H
AP8802H EV2 Схема управления 3 светодиодами на 1 А от 20-60 В постоянного тока
AP8802H_EV2.sxsch
AP8803
AP8803 EV1 Схема управления 1 светодиодом при 680 мА от 8-30 В постоянного тока
AP8803_EV1.sxsch
ZXGD3002E6 Сильноточный неинвертирующий привод затвора для IGBT в балласте средней мощности с ZXGD3002 AN52_ZXGD3002.sxsch
ZXLD1320 Управление одним светодиодом на 1,5 А от 6 В до 18 В постоянного тока ZXLD1320_Common_Anode.sxsch
ZXLD1320 ZXLD1320 EV1 Цепь управляет 1 светодиодом при 1500 мА от 6-18 В постоянного тока ZXLD1320_EV1.sxsch
ZXLD1320
ZXLD1320 EV3 с внешним переключателем Mosfet, управляющим 1 светодиодом при 2800 мА от 6-18 В постоянного тока ZXLD1320_EV3_2.8A_with_ext_switch.sxsch
ZXLD1321 ZXLD1321 EV1 Цепь управляет 1 светодиодом при 1000 мА от 2–3 В постоянного тока ZXLD1321_EV1.sxsch
ZXLD1321
ZXLD1321 SEPIC Circiut управляет 1 светодиодом при 500 мА от 2-6 В постоянного тока ZXLD1321_500mA_SEPIC_LED_driver.sxsch
ZXLD1322 ZXLD1322 EV1 Цепь управляет 1 светодиодом при 500 мА от 2-6 В постоянного тока ZXLD1322_EV1.sxsch
ZXLD1350 ZXLD1350 Datasheet Схема управления 1 светодиодом при 350 мА от 30 В постоянного тока ZXLD1350_datasheet_circuit.sxsch
ZXLD1350 Управление 6 светодиодами при 350 мА от 30 В постоянного тока с диммированием постоянного тока с помощью ZXLD1350_DC_димминг .sxsch
ZXLD1350 Управление 6 светодиодами при 350 мА от 30 В постоянного тока с ШИМ-регулировкой яркости с помощью ZXLD1350_PWM_dimming.sxsch
ZXLD1350 Управление 3 светодиодами при 300 мА от 12 В переменного тока или 12 В постоянного тока с DN83.sxsch
ZXLD1350 Подключение до 6 светодиодов последовательно на 1 А от 30 В постоянного тока с ZXLD1350, ZXTN250252 и ZLL52000 AN48 AN48_1A.sxsch
ZXLD1350 Управление 3 светодиодами при 350 мА от 12 В постоянного тока с ZXSBMR16 и ZXLD1350 DN89 DN89_MR6_with_Caps_and_EMC_filter.sxsch
ZXSBMR16PT8
ZXLD1356 Подключение до 10 светодиодов при 550 мА от 60 В постоянного тока с ZXLD1356_Common_Anode.sxsch
ZXLD1356 ZXLD1356 Техническое описание схемы, управляющей до 15 светодиодов при 550 мА от 60 В постоянного тока ZXLD1356_Datasheet_circuit.sxsch
ZXLD1356 Управление 15 светодиодами при 550 мА при 60 В постоянного тока с использованием диммирования постоянным током ZXLD1356_DC_Dimming.sxsch
ZXLD1356 Управление 15 светодиодами при 550 мА от 60 В постоянного тока с ШИМ-регулированием яркости ZXLD1356_PWM_Dimming.sxsch
ZXLD1356 Управление 15 светодиодами при 550 мА от 60 В постоянного тока с плавным пуском ZXLD1356_Soft_Start.sxsch
ZXLD1360 ZXLD1360 Datasheet Схема, управляющая 1 светодиодом на 1 А от 12 В постоянного тока ZXLD1360_Datasheet_Circuit.sxsch
ZXLD1360 Управление 6 светодиодами на 1 А от 30 В постоянного тока с затемнением по постоянному току ZXLD1360_DC_dimming.sxsch
ZXLD1360 Управление 6 светодиодами на 1 А от 30 В постоянного тока с ШИМ-регулированием яркости ZXLD1360_PWM_dimming.sxsch
ZXLD1360 Управление 6 светодиодами на 1 А от 30 В постоянного тока с плавным пуском ZXLD1360_Soft_Start.sxsch
ZXLD1360 Управление 3 светодиодами при 700 мА от 12 В переменного тока, без сглаживающих конденсаторов, с AN56 ZXLD1360_from_12Vac_no_caps.sxsch
ZXLD1362 Питание одного светодиода при 350 мА от 12 В постоянного тока для соответствия требованиям ЭМС AN57 AN57_1362_emc_compliant_at_350mA.sxsch
ZXLD1362 ZXLD1362 Лист данных, схема, управляющая 12 светодиодами при 1 А от 60 В постоянного тока ZXLD1362_Datasheet_circuit.sxsch
ZXLD1362 Управление 12 светодиодами на 1 А от 60 В постоянного тока с ШИМ-регулировкой яркости ZXLD1362_PWM_Dimming.sxsch
ZXLD1362 Управление 12 светодиодами на 1 А от 60 В постоянного тока с затемнением по постоянному току ZXLD1362_DC_Dimming.sxsch
ZXLD1362 Управление 12 светодиодами на 1 А от 60 В постоянного тока с плавным пуском ZXLD1362_SoftStart.sxsch
ZXLD1362 Управление 10 светодиодами на 1 А от 60 В постоянного тока в конфигурации с общим анодом ZXLD1362_Common_Anode.sxsch
ZXLD1366 Подключение до 10 светодиодов на 1 А от 60 В постоянного тока в конфигурации с общим анодом ZXLD1366_Common_Anode.sxsch
ZXLD1366 ZXLD1366 Техническое описание схемы, управляющей до 15 светодиодов при 1 А от 60 В постоянного тока ZXLD1366_Datasheet_circuit.sxsch
ZXLD1366 Управление 15 светодиодами на 1 А от 60 В постоянного тока с затемнением по постоянному току ZXLD1366_DC_Dimming.sxsch
ZXLD1366 Управление 15 светодиодами на 1 А от 60 В постоянного тока с плавным пуском ZXLD1366_Soft_Start.sxsch
ZXLD136x Двухпроводное линейное затемнение одного светодиода до 14 В пост. Тока ZXLD1360_2_wire_linear_dimming.sxsch
ZXSC300
AN50: ZXSC300 с компенсацией прямой связи AN50 AN50_ZXSC300_with_feed_forward_compensation.sxsch
ZXSC310 с помощью ZXSC310_no_LED_protection.sxsch
ZXSC310 ZXSC310EV4, управляющий контуром светодиода с ШИМ-регулировкой ZXSC310_PWM_dimming.sxsch
ZXSC310 Простой диод при пониженном напряжении с блокировкой AN65 Диод_UVLO_310_AN65_10nov08.sxsch
ZXSC310 Гистерезисная блокировка при пониженном напряжении с AN65 Hysteretic_UVLO_310_AN65_10nov08.sxsch
ZXSC310 Повышающий преобразователь с AN65 ZXSC310_AN65_Basic.sxsch
ZXSC310 Управление 3 светодиодами при 300 мА от 12 В постоянного тока с AN44 AN44.sxsch
ZXSC310 Управляющий на 1.1A от 3.От 8 В до 6,2 В постоянного тока с DN73 DN73.sxsch
ZXSC310 Питание одного светодиода при 45 мА при 1 В постоянного тока для садового светильника на солнечной энергии с помощью DN75 DN75.sxsch
ZXSC310 Защита от обратного напряжения с DN78 DN78.sxsch
ZXSC310 Подключение 4 светодиодов параллельно при 160 мА от 1,7 В до 2,5 В с DN69 DN69.sxsch
ZXSC310 Drviing один светодиод на 350 мА от 1.От 7 В до 2,5 В постоянного тока с DN61 DN61.sxsch
ZXSC310 Управление 3 светодиодами от 8 мА до 15 мА от 3 В до 4,3 В постоянного тока с DN62 DN62.sxsch
ZXSC310 Управление 8 светодиодами при 25 мА от 2,5 В до 4 В постоянного тока с DN63 DN63.sxsch
ZXSC310 Управление 4 светодиодами при 20 мА от 1,7 В до 2,5 В постоянного тока с DN64 DN64.sxsch
ZXSC310 Управление 8 светодиодами при 20 мА от 3.От 5 В до 6 В постоянного тока с AN65 DN65.sxsch
ZXSC400 Питание одного светодиода при 350 мА от 3 В постоянного тока с помощью DN67 DN67.sxsch
ZXSC400 Управление 2 светодиодами при 700 мА от 3 В постоянного тока с контролем тока с помощью DN71 DN71.sxsch
ZXTN19020CFF Резонансный двухтактный инвертор для низкого постоянного тока и высокого переменного тока с ZXTN19020 AN17 AN17_Royer_driving_Flourescent.sxsch
Предупреждающий индикатор низкого заряда батареи | element14
Мне нравится создавать схемы с батарейным питанием, но всегда в глубине души мысль, что я действительно должен обеспечить индикацию «разряда батареи»! Поскольку это обычно не основная особенность проекта, о ней часто забывают. В этом ультракоротком сообщении в блоге описывается моя попытка создать универсальный индикатор низкого заряда батареи, который (надеюсь) может быть повторно использован для многих проектов.
Эта схема предупреждает пользователя о необходимости замены или зарядки аккумулятора.Я выбрал самый простой способ определить, что емкость аккумулятора низкая, и это использовать напряжение на клеммах аккумулятора.
Здесь описаны несколько схем. Один из них загорается предупреждающим светодиодом, когда напряжение падает ниже определенного значения. Другая схема может использоваться для замены стандартного светодиода включения питания. В этом случае светодиодный индикатор используется как обычный индикатор включения, но он начинает мигать при низком напряжении батареи. Другими словами, светодиод должен гореть постоянно, когда схема включена и батарея в порядке.Когда батарея разряжена, светодиод должен мигать.
В данной конструкции отсутствует микроконтроллер, но если микроконтроллер присутствует в проекте, то его использование может быть наиболее экономичным и эффективным способом, особенно если компаратор или другое аналоговое периферийное устройство ввода встроено в микросхему микроконтроллера. Схемы в этом сообщении в блоге более полезны для чисто аналогового дизайна, особенно для проектов с низким уровнем шума.
Есть много способов реализовать схему индикатора разряда батареи.Эта схема очень дешевая, в ней используется интегральная схема TL431, которая стоит всего 0,10 доллара в количестве нескольких сотен. TL431 — это компонент с десятками примеров использования, он чрезвычайно универсален и поставляется в более чем полдюжине различных пакетов, от вариантов для сквозных отверстий до SOT-23 для поверхностного монтажа.
Запрограммированное напряжение достигается с помощью схемы делителя потенциала, созданной R1 и R2. Вся схема довольно точна, но при этом остается недорогой, исходя из предположения, что современные резисторы также являются недорогими и точными, и это в сочетании с внутренним опорным напряжением TL431 (2.5 В) должен работать для обеспечения «достаточно хорошего» индикатора низкого напряжения.
Формула для расчета номинала резистора:
, где Vref — 2,5 В, а Vcutoff — желаемое пороговое напряжение для индикации предупреждения. К этому сообщению в блоге ниже прилагается файл Excel, который можно использовать для быстрого расчета правильных значений сопротивления.
Схема здесь поддерживает тему низкой стоимости, используя операционный усилитель Jellybean для реализации мигающего светодиода.
При чтении справа налево операционный усилитель U2B не используется (при желании можно использовать один чип операционного усилителя, но двойной операционный усилитель LM2904 стоит дешево!). Затем операционный усилитель U2B реализует схему генератора, и частота мигания светодиода может быть изменена путем регулировки C2 или R7. Значения на диаграмме соответствуют медленным миганиям с частотой 1 Гц.
Схема слева идентична более ранней более простой схеме, за исключением того, что для управления генератором используется транзистор PNP.Когда напряжение выше запрограммированного порога, транзистор Q1 работает, и генератор не работает, а светодиод продолжает гореть. Когда напряжение ниже порогового значения, конденсатор C2 может заряжаться / разряжаться, и светодиод будет мигать. Мне нравится эта схема, потому что она избавляет от необходимости сверлить два отверстия для светодиода включения и светодиода разряда батареи!
Схема может работать от 3 В до 26 В или даже выше (в зависимости от выбранного операционного усилителя). Вот подробные сведения о корректировках, которые следует внести в соответствии с конкретными потребностями.
Во-первых, выберите размер резистора светодиода (R5 или R8, в зависимости от того, используете ли вы простую или мигающую схему светодиода). Значение на диаграмме (1k), вероятно, будет работать во всем диапазоне 3–26 В, но светодиод может гореть очень ярко при очень высоких напряжениях и тускло гореть при очень низких напряжениях. 1 кОм — хорошая отправная точка. Хорошим выбором также будут высокоэффективные красные светодиоды.
Затем измените номинал резистора R1, чтобы он соответствовал желаемому порогу индикации низкого напряжения, используя формулу, упомянутую ранее.К этому сообщению в блоге прикреплен загружаемый файл Excel, чтобы упростить расчет.
Чтобы изменить частоту мигания, можно изменить R7. Меньшее значение приведет к более высокой частоте мигания. Меньшее значение емкости для C2 также приведет к более высокой частоте мигания.
Это была довольно тривиальная пара схем, но она решает, возможно, общую проблему, и, мы надеемся, позволит сделать проекты с батарейным питанием немного более полными!
Регулируемый прецизионный шунтирующий регулятор
TL431 и TL432 — трехконтактные регулируемые шунтирующие регуляторы с заданной температурной стабильностью в применимых автомобильных, коммерческих и военных диапазонах температур.Для выходного напряжения можно установить любое значение от Vref (приблизительно 2,5 В) до 36 В с помощью двух внешних резисторов (см. Рисунок 17). Эти устройства имеют типичное выходное сопротивление 0,2 Ом. Схема активного выхода обеспечивает очень резкую характеристику включения, что делает эти устройства отличной заменой стабилитронам во многих приложениях, таких как встроенное регулирование, регулируемые источники питания и импульсные источники питания. TL432 имеет точно такие же функциональные возможности и электрические характеристики, что и TL431, но имеет другие распиновки для корпусов DBV, DBZ и PK.
Texas Instruments представляет регулируемый шунтирующий регулятор

TL431 и TL432 — трехконтактные регулируемые шунтирующие регуляторы с заданной температурной стабильностью в применимых автомобильных, коммерческих и военных температурных диапазонах. Для выходного напряжения можно установить любое значение от Vref (приблизительно 2,5 В) до 36 В с помощью двух внешних резисторов (см. Рисунок 17). Эти устройства имеют типичное выходное сопротивление 0,2 Ом. Схема активного выхода обеспечивает очень резкую характеристику включения, что делает эти устройства отличной заменой стабилитронам во многих приложениях, таких как встроенное регулирование, регулируемые источники питания и импульсные источники питания.TL432 имеет точно такие же функциональные возможности и электрические характеристики, что и TL431, но имеет другие распиновки для корпусов DBV, DBZ и PK.
Устройства TL431 и TL432 предлагаются трех классов с начальными допусками (при 25 ° C) 0,5%, 1% и 2% для классов B, A и стандартного соответственно. Кроме того, низкий дрейф выходного сигнала в зависимости от температуры обеспечивает хорошую стабильность во всем температурном диапазоне.
Устройства TL43xxC рассчитаны на работу от 0 ° C до 70 ° C, устройства TL43xxI — от –40 ° C до 85 ° C, а устройства TL43xxQ — от –40 ° C до 125 ° С.
Характеристики

Эксплуатация От −40 ° C до 125 ° C
Допуск опорного напряжения при 25 ° C
0,5%.