Kako deluje Shunt Regulator TL431, podatkovni list, aplikacija

V tem prispevku izvemo, kako IC-regulator regulatorja običajno deluje v vezjih SMPS. Vzamemo primer priljubljene naprave TL431 in poskušamo razumeti njeno uporabo v elektronskih vezjih skozi nekaj opomb k njeni uporabi.

Električne specifikacije

Tehnično naprava TL431 se imenuje programirljivi regulator ranžiranja, poenostavljeno povedano lahko razumemo kot nastavljivo cenerjevo diodo.

Naučimo se več o njegovih specifikacijah in opombah glede uporabe.

TL431 ima naslednje glavne značilnosti:

• Izhodna napetost je nastavljiva ali nastavljiva od 2,5 V (najmanjša referenca) do 36 voltov.
• Izhodna impedanca nizka dinamika, približno 0,2 Ohm.
• Kapaciteta toka pomivalnega korita do največ 100 mA
• Za razliko od običajnih zenerov je ustvarjanje hrupa zanemarljivo.
• Hitro preklapljanje odzivnega strela.

Kako deluje IC TL431?

TL431 je tripinski tranzistor, kot je (na primer BC547) nastavljiv ali programabilen regulator napetosti.
Izhodno napetost lahko dimenzionirate z uporabo samo dveh uporov na določenih izhodih naprave.

Spodnji diagram prikazuje notranji blokovni diagram naprave in tudi oznake pin out.

Naslednji diagram prikazuje izhode dejanske naprave. Poglejmo, kako je to napravo mogoče konfigurirati v praktična vezja.

Primeri vezij z uporabo TL431

Spodnje vezje prikazuje, kako lahko zgornjo napravo TL431 uporabimo kot tipični regulator ranžiranja.

Zgornja slika prikazuje, kako lahko s pomočjo le nekaj uporov TL431 povežemo kot regulator ranžiranja za generiranje izhodov med 2,5 in 36v. R1 je spremenljivi upor, ki se uporablja za nastavitev izhodne napetosti.

Serijski upor na vhodnem pozitivnem vhodu lahko izračunamo z uporabo Ohmovega zakona:

R = Vi / I = Vi / 0,1

Tu je Vi napajalni vhod, ki mora biti nižji od 35 V. 0,1 ali 100 mA je največja specifikacija ranžirnega toka IC, R pa upor v ohmih.

Izračun uporovnega regulacijskega upora

Naslednja formula je dobra za pridobivanje vrednosti različnih komponent, ki se uporabljajo za pritrditev napetostne napetosti.

Vo = (1 + R1 / R2) Vref

Če je treba skupaj z napravo uporabiti 78XX, lahko uporabimo naslednje vezje:

Ozemljitev katode TL431 je povezana z ozemljitvenim zatičem 78XX. Izhod iz IC 78XX je povezan z omrežjem potencialnih delilnikov, ki določa izhodno napetost.

Deli se lahko prepoznajo po formuli, prikazani na diagramu.

Zgornje konfiguracije so omejene na največ 100 mA toka na izhodu. Za pridobivanje večjega toka se lahko uporabi tranzistorski vmesnik, kot je prikazano v naslednjem vezju.

V zgornjem diagramu je večina namestitve delov podobna zasnovi prvega regulatorja ranžirnega toka, le da je tu katoda opremljena s pozitivnim uporom in točka postane tudi osnovni sprožilec priključenega vmesnega tranzistorja.

Izhodni tok bo odvisen od jakosti toka, ki ga lahko tranzistor potone.

V zgornjem diagramu lahko vidimo dva upora, katerih vrednosti niso omenjene, enega zaporedno z vhodnim napajalnim vodom, drugega pa na dnu tranzistorja PNP.

Upor na vhodni strani omejuje največji dopustni tok, ki ga lahko tranzistor PNP potopi ali premakne. To je mogoče izračunati na enak način, kot je bilo prej obravnavano za prvi regulacijski diagram TL431. Ta upor ščiti tranzistor pred zgorevanjem zaradi kratkega stika na izhodu.

Upor na dnu tranzistorja ni kritičen in lahko poljubno izbere kar koli med 1k in 4k7.

Področja uporabe IC TL431

Čeprav je zgornje konfiguracije mogoče uporabiti kjer koli, kjer je morda potrebna natančna nastavitev napetosti in referenc, se danes v vezjih SMPS pogosto uporablja za generiranje natančne referenčne napetosti za priključeni opto spojnik, kar pa vhodni MOSFET SMPS zahteva za regulacijo izhodno napetost natančno na želeno raven.

Za več informacij obiščite https://www.fairchildsemi.com/ds/TL/TL431A.pdf