Випуск інтегральної мікросхеми почався з далекого 1978 року і триває по сьогоднішній день. Мікросхема дає можливість виготовити різні види сигналізації та зарядні пристрої для повсякденного застосування. Мікросхема tl431 знайшла широке застосування в побутових приладах: моніторах, магнітофонах, планшетах. TL431 - це свого роду програмований стабілізатор напруги.

Схема включення і принцип роботи

Принцип роботи досить простий. У стабілізаторі є постійна величина опорного напруги, і якщо подається напруга менше цього номіналу, то транзистор буде закритий і не допустить проходження струму. Це чітко можна спостерігати на наступною схемою.

Якщо ж цю величину перевищити, регульований стабілітрон відкриє PN перехід транзистора, і струм потече далі до діода, від плюса до мінуса. Вихідна напруга буде постійним. Відповідно, якщо струм впаде нижче величини опорного напруги, керований операційний підсилювач закриється.

Цокольовка і технічні параметри

Операційний підсилювач випускається в різних корпусах. Спочатку це був корпус ТО-92, але з часом його змінив більш новий варіант SOT-23. Нижче зображена терморегулятори і види корпусів починаючи з самого «стародавнього» і закінчуючи оновленою версією.

На малюнку можна спостерігати, що у tl431 цоколевка змінюється в залежності від типу корпусу. У tl431 є вітчизняні аналоги КР142ЕН19А, КР142ЕН19А. Існують і зарубіжні аналоги tl431: KA431AZ, KIA431, LM431BCM, AS431, 3s1265r, які нічим не поступаються вітчизняному варіанту.

характеристика TL431

Цей операційний підсилювач працює з напругою від 2, 5 до 36В. Струм роботи підсилювача коливається від 1А до 100 мА, але є один важливий нюанс: якщо потрібно стабільність в роботі стабілізатора, то сила струму не повинна опускатися нижче 5 мА на вході. У тл431 є величина опорного напруги, яка визначається по 6-й букві в маркуванні:

  • Якщо букви немає, то точність дорівнює - 2%.
  • Буква А в маркуванні свідчить про - 1% точності.
  • Буква В говорить про - 0, 5% точності.

Більш розгорнута технічна характеристика зображена на рис.4

В описі tl431A можна побачити, що величина струму задоволена мала і становить заявлені 100мА, а величина потужності, яку розсіюють ці корпусу, не перевищує сотень милливатт. Цього замало. Якщо доведеться працювати з більш серйозними струмами, то буде правильніше скористатися потужними транзисторами з поліпшеними параметрами.

Перевірка стабілізатора

Відразу виникає слушне запитання про те, як перевірити tl431 мультиметром. Як показує практика, одним мультиметром перевірити не вийде. Для перевірки tl431 мультиметром слід зібрати схему. Для цього знадобляться: три резистори (один з них підлаштування), світлодіод або лампочка, джерело постійного струму 5В.

Резистор R3 необхідно підібрати таким чином, щоб він обмежив ток до 20мА в мережі живлення. Його номінал становить приблизно 100Ом. Резистори R2 і R3 виконують роль балансира. Як тільки напруга буде 2, 5 В на керуючому електроді, то перехід світлодіода відкриється, і напруга піде через нього. Ця схема хороша тим, що світлодіод виконує роль індикатора.

Джерело постійного струму - 5В є фіксованим, а управляти мікросхемою tl431 можна за допомогою змінного резистора R2. Коли харчування на мікросхему не подається, то діод не горить. Після того як опір змінюється за допомогою підлаштування резистора, світлодіод загоряється. Після цього мультиметр потрібно включити в режим вимірювання постійного струму і заміряти напругу на керуючому виведення, яка повинна складати 2, 5. Якщо напруга присутня і світлодіод горить, то елемент можна вважати робочим.

Стабілізатор струму на tl431

На базі операційного підсилювача струму tl431 можна створити простий стабілізатор. Для створення потрібної величини U цього знадобляться три резистора. Необхідно вирахувати номінал запрограмованого напруги стабілізатора. Розрахунок можна зробити за допомогою формули: U вих = Vref (1 + R1 / R2). Відповідно до формули U на виході залежить від величини R1 і R2. Чим більше опір R1 і R2, тим нижче напруга вихідного каскаду. Отримавши номінал R2, величину R1 можна вирахувати наступним чином: R1 = R2 (U вих / Vref - 1). Регульований стабілізатор можливо включити трьома способами.

Необхідно врахувати важливий нюанс: опір R3 можна розрахувати по тій формулі, за якою розраховувався номінал R2 і R2. У вихідний каскад не варто встановлювати полярний або неполярний електроліт, щоб уникнути перешкод на виході.

ЗУ для мобільного телефону

Стабілізатор можна застосувати як своєрідний обмежувач струму. Це властивість буде корисним в пристроях для зарядки мобільного телефону.

Якщо напруга в вихідному каскаді не досягне 4, 2 В, відбувається обмеження струму в ланцюгах харчування. Після досягнення заявлених 4, 2 В стабілізатор зменшує величину напруги - отже, падає і величина струму. За обмеження величини струму в схемі відповідають елементи схеми VT1 ​​VT2 і R1-R3. Опір R1 шунтирует VT1. Після перевищення показника в 0, 6 В елемент VT1 відкривається і поступово обмежує подачу напруги на біполярний транзистор VT2.

На базі транзистора VT3 різко зменшується величина струму. Відбувається поступове закриття переходів. Напруга падає, що призводить до падіння сили струму. Як тільки U підходить до позначки 4, 2 В, стабілізатор tl431 починає зменшувати його величину в вихідних каскадах пристрою, і заряд припиняється. Для виготовлення пристрою необхідно використовувати наступний набір елементів:

  • DA1 - TL431K - якщо немає в наявності цього елемента, то його можна замінити на tl4311, tl783ckc;
  • R1 - 2, 2 Ом;
  • R2 - 470 Ом;
  • R3 - 100 кОм;
  • R4 - 15 кОм;
  • R5 - 22 кОм;
  • R6 - 680 Ом;
  • VT1, VT2 - BC857B;
  • VT3 - az431 або az339p;
  • VT4 - BSS138.

Необхідно звернути особливу увагу на транзистор az431. Для рівномірного зменшення напруги в вихідних каскадах бажано поставити транзистор саме az431, datasheet біполярного транзистора можна спостерігати в таблиці.

Саме цей транзистор плавно зменшує напругу і силу струму. Вольт-амперні характеристики цього елемента добре підходять для вирішення поставленого завдання.

Операційний підсилювач TL431 є багатофункціональним елементом і дає можливість конструювати різні пристрої: зарядні для мобільних телефонів, системи сигналізації та багато іншого. Як показує практика, операційний підсилювач володіє хорошими характеристиками і не поступається закордонним аналогам.

Категорія:

Технології