Схема підключення і характеристики TL 431
Робочі Особливості, простота підключення в більшість схем і прекрасні характеристики змогли зробити мікросхему ТL 431 дуже популярним стабілізатором регульованого типу на ринку.
З малим набором додаткових компонентів електронного типу (кілька конденсаторів і резисторів), вона може забезпечувати робочу напругу від 2.5 до 36 В, при стабілізаційному струмі від 1 до 100 мА. Для того, щоб отримати великі значення на виході мікросхеми зазвичай додають транзистори високої потужності. Такий елемент називають ще й контрольованим програмованим стабілітроном. У перший раз його представили світу в 1977 році.
З того часу воно постійно було вдосконалено і тепер стало невід’ємною частиною більшості сучасних блоків імпульсного типу живлення, де проводять роль джерела напруги опорного типу. Воно може стати прекрасною заміною для діодів Зенера, в різних схемах електронного типу. Розглянемо схему підключення ТL 431.
Цоколівка
Терморегулятори стабілізатора буде залежати від корпусного виконання приладу, в якому вона буде розміщена. Є лише п’ять різновидів:
- Для монтажу в отвори-то-92.
- Для монтажу поверхневого типу-SOT-8, SOT-22, SOT-25 і SOP-89.
Для схем електронного типу знаходяться всередині цих упаковок із пластику є всього три контакти, причому перший – керуючий електрод, другий анод і третій катод. Металевих висновків у певних видів корпусів такої мікросхеми більше, і при цьому вони не застосовуються або суміщені з сусідніми. Як це зроблено, показано на фото.
Технічні параметри
Властивість
Пропонуємо розглянути максимально допустимі робочі властивості мікросхеми. Якщо при його застосуванні вони будуть перевищені, то пристрій буде неминуче виходити з ладу. Тривала експлуатація з характеристиками, які близькі до граничного значення, теж неприпустимі. Розглянемо їх докладніше:
Напруга вихідного типу, катодне (VКА), по відношенню до анодного висновку до 37 в.- Ймовірні струмові значення – для катодного значення безперервного на виході (ІКА) становить 100-150 мА, а для зворотного при входженні від 50 до 10 мА.
- Типовий імпеданс буває від 0.22 Ом.
- Потужність розсіюваного типу (для різних видів упаковки) РD: 0.75 Вт (SO-8); 0,33 Вт (SOT-23); 0,5 Вт (SOT-25); 0.8 Вт (SOT-89) і 0,78 Вт (то-92).
- Кристалічна температура – ТЈ) – робоча від -40 до +70 градусів (для певних автомобільних версій).
- Температура зберігання становить від -65 до + 155 градусів.
Максимальну ступінь розсіюваності потужності можна розрахувати за звичайною формулою PD= (TJmax-TA)/ RθJC.При цьому та-температура в навколишньому середовищі.
Рекомендовані експлуатаційні параметри
При робочих умовах рекомендовані значення застосування стабілізатора є Вхідна напруга опорного типу не більше 36 В, катодний струм повинен бути від 1 до 100 мА, а також дотримання режимів температури при застосуванні. Слід врахувати, що при ІКА< 5мА ця мікросхема може працювати нестабільно. Нижче є електричні параметри пристрою, які заміряні при температурному рівні ТА=25 градусів.
Схема підключення
Потрібно розібратися, як працює елемент на прикладі простої схеми стабілізації, яка складається безпосередньо з стабілітрона і 1 резистора. У катод потрібно підключити позитивний, а в анод мінусовій полюс для заживлення. Для підключення мікросхеми, на її керуючий електрод потрібно подавати опорну напругу. Якщо значення стабілізатора ТL вийде Більше 2.5 В, то стабілітрон практично відразу відкриється і починає пропускати через себе електричний струм, яким можна живити необхідну навантаження. Його значення почне зростати разом зі збільшенням рівня Vin. А ось струм можна визначити за формулою IKA = (Vin-Vref) / R. при цьому напруга вихідного типу буде стабілізовано на рівні опорного, яке не Більше 2.5 В і незалежно від подається на вході Vin. Максимальне значення IKA у стабілізатора обмежена не просто 100 мА, але і потужністю корпусного розсіювання.
Розрахунок параметричної стабілізаційної схеми
Для того, щоб отримувати на виході мікросхеми більшого за розміром напруги (до 36 В), до її катода керуючого типу додатково потрібно під’єднати резистивний дільник. Він зроблений з двох резисторів, які підключають між анодом і катодом. В такому випадку внутрішній опір стабілітрона збільшується. Для розрахунку стабілізаційної схеми потрібні початкові Дані про вихідному і вхідному напруги, а ще токах – навантаження і стабілізації. Маючи ці дані можна розраховувати значення інших електронних компонентів, які представлені на схемі нижче. Вихідна напруга, а також номінали опорів пов’язані один з одним такою формулою — VКА= Vref *(1 + R1/R2)+ Iref *R1. При цьому Vref = 2495 мВ і Iref = 2 мкА є типовими величинами, і вони прописані в електричних параметрах на пристрої. Опір першого резистора можна взяти з datasheet. Зазвичай беруть з номіналом 10-30 кОм, причому значенням першого резистора обмежена малим опорним струмом (2 мкА), а їм часто нехтують для розрахунку стабілізаційних схем. З цієї причини для обчислення значення другого резистора можна застосовувати іншу формулу R2=R1/((VКА / Vref)-1).
Регулювання напруги стабілізації
Для вибудовування схем з можливість регулювання вручну напруги на виході, замість простого першого резистора встановлюють потенціометр. Номінал резистора обмежувального типу, який чинить опір струму на входу, потрібно розрахувати за формулою R=(VIN-VКА)/ IIN. При цьому IIN = IKA + IL. Незважаючи на переваги мікросхеми, у неї є досить істотний мінус – малий струм в навантаженні, який вона може витримати. Для вирішення такої проблеми в схему потрібно підключати польові або потужні біполярні транзистори. Приклади різних схем можна побачити у відео.
Аналоги стабілізатора
Є мікросхеми вітчизняного виробництва, які схожі за своїми властивостями на розглянуту. Це лінійний Російський стабілізатор КР142ЕН19. Найбільше підійдуть IR943N, ТL432 і LМ431. До пристроїв з такою цоколевкой, але трохи іншими іншими електричними характеристиками можна віднести НА17431А і КІА431. У ролі заміни ще можна спробувати застосовувати АРL1431.
Як перевірити пристрій мультиметром
Цю мікросхему неможливо перевірити за допомогою мультиметра, тому що це не просто стабілітрон, а ціла інтегральна мікросхема. Опору між його висновками у різних виробників відрізняються. З цієї причини, щоб переконатися в справності, як правило, збирають прості схеми перевірки. Для того, щоб перевірити в схемі зображення, на вхід подають 12 В.Якщо пристрій справний, то на виході має бути напруга від 4ю9 до 5 В, а якщо буде замикання S1 – 2.5 В. Мультиметр, в такому випадку, потрібно для вимірювання результатів тестування.
Ще схему можна перевірити по іншому тесту зі світлодіодом, а при зміні опору другого резистора потенціометра, на електроді управління з’явиться 2.5 в.діод повинен стрибкоподібно переходити в стан світіння. Це буде означати те, що пристрій справний. Такий принцип можна застосовувати для того, щоб створювати індикатор розряду акумулятора.