전자 회로를 설계할 때 종종 저전력 전압 조정기 또는 기준 전압 소스가 필요합니다. 조정되지 않은 통합 안정기에 의해 많은 고정 전압이 닫힙니다. 조정 가능한 빌드 칩 LM317, 그러나 고유한 결함과 종종 불필요한 기능이 있습니다. 많은 경우 TL431 칩이 문제를 해결하여 2.5V에서 36V까지 조정할 수 있는 안정적인 저전력 전압 소스를 얻을 수 있습니다.
TL431 칩이란?
20세기의 70년대에 개발된 이 미세 회로는 종종 "조정 가능한 제너 다이오드"라고 불리며 다이어그램에서 양극과 음극이라는 두 가지 고전적인 결론을 가진 제너 다이오드로 지정됩니다. 또한 세 번째 결론이 있으며 그 목적은 나중에 논의됩니다. 마이크로 어셈블리처럼 보입니다. 제너 다이오드 전혀 기억나지 않습니다. 기존의 초소형 회로와 마찬가지로 여러 패키지 옵션으로 생산됩니다. 처음에는 구멍이 있는 기판(실제 구멍)에 대해서만 옵션이 만들어졌지만 SMD 기술의 발전으로 TL431은 핀 수가 다른 인기 있는 SOT를 포함하여 표면 실장 패키지에 "포장"되기 시작했습니다. 작동에 필요한 최소 레그 수는 3개입니다. 일부 경우에는 더 많은 핀이 포함됩니다. 초과 다리는 어디에도 연결되지 않거나 중복됩니다.
TL431의 주요 기능
전자 회로 개발에서 발생하는 작업의 90% 이상을 수행하기에 충분한 지식을 갖춘 주요 특성:
- 출력 전압 제한 - 2.5 ... 36 V(현대 레귤레이터의 하한이 1.5 V이므로 마이너스에 기인할 수 있음);
- 가장 높은 전류는 100mA입니다(작고 중간 전력 제너 다이오드와 비슷하므로 마이크로 회로에 과부하가 걸리지 않아야 하며 보호 기능이 없음).
- 내부 저항(동등한 2단자 네트워크의 임피던스) - 약 0.22 Ohm;
- 동적 저항 - 0.2 ... 0.5 옴;
- 여권 값 Uref = 2.495V, 정확도 - 시리즈에 따라 ± 0.5% ~ ± 2%;
- TL431С의 작동 온도 범위 – 0…+70 °С, TL431A의 경우 – 40…+85 °С.
온도에 대한 매개변수 의존성 그래프를 비롯한 기타 특성은 데이터시트에서 확인할 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 필요하지 않습니다.
결론 목적 및 작동 원리
미세 회로의 내부 구조를 분석할 때 제너 다이오드와의 비교가 다소 임의적임이 분명해집니다.
무엇보다 TL431의 구조가 비교기와 비슷하다. 2.5V의 기준 전압 Vref가 반전 출력에 인가된다.이 전압이 안정화되어 출력도 안정적입니다. 비반전 출력이 나옵니다. 인가 전압이 기준 전압을 초과하지 않는 경우, 비교기 출력 영, 트랜지스터가 닫히고 전류가 흐르지 않습니다. 직접 입력의 전압이 2.5V를 초과하면 차동 증폭기의 출력에 양의 레벨이 나타나고 트랜지스터가 열리고 전류가 흐르기 시작합니다. 이 전류는 외부 저항에 의해 제한됩니다. 이 동작은 역 전압이 인가될 때 제너 다이오드의 애벌랜치 항복과 유사합니다. 다이오드는 미세 회로의 역 스위칭을 방지하도록 설계되었습니다.
중요한! 전압 기준 핀은 연결되지 않은 상태로 두어서는 안 되며 최소 4µA의 전류가 필요합니다.
실제로이 계획은 조건부입니다. 작업의 성격을 설명하는 데에만 적합합니다. 실제로 모든 것은 다른 원칙에 따라 구현됩니다. 따라서 회로 내부에서 기준 전압이 2.5V인 점을 찾을 수 없습니다.
스위칭 회로의 예
TL431 스위칭 회로의 옵션 중 하나는 기존 비교기입니다. 레벨 릴레이, 조명 릴레이 등과 같은 일종의 임계값 릴레이를 구축할 수 있습니다. 기준 전압 소스만 내장되어 있어 조정할 수 없으므로 센서를 통한 전류 및 전압 강하가 조정됩니다.
센서에서 2.5V가 떨어지면 미세 회로의 출력 트랜지스터가 열리고 전류가 LED를 통해 흐르고 켜집니다. LED 대신 저전력 릴레이 또는 부하를 전환하는 트랜지스터 스위치를 사용할 수 있습니다. 저항 R1은 비교기의 작동 수준을 조정하는 데 사용할 수 있습니다. R2는 안정기 역할을 하며 LED를 통한 전류를 제한합니다.
그러나 이러한 포함으로 인해 TL431의 모든 기능을 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 비교기는 이러한 릴레이에 더 적합한 다른 마이크로 회로에 구축할 수 있습니다.동일한 어셈블리가 다른 용도로 설계되었습니다.
병렬 레귤레이터 모드에서 TL431을 켜는 가장 간단한 회로는 2.5V 기준 전압 소스입니다.이를 위해서는 안정기만 필요합니다 저항기, 출력 트랜지스터를 통한 전류를 제한합니다.
중요한! 기존의 제너 다이오드 스위칭 회로와 달리 출력과 병렬로 커패시터를 설치하면 안 됩니다. 이것은 기생 진동으로 이어질 수 있습니다. 일반적으로 개발자가 출력 노이즈를 줄이기 위한 조치를 취했기 때문에 필요하지 않습니다. 그러나 이로 인해 미세 회로는 기존의 제너 다이오드와 같이 노이즈 발생기의 기초로 사용할 수 없습니다.
저항 R1 및 R2로 구성된 피드백 회로에서 미세 회로의 기능이 보다 완벽하게 사용됩니다.
전원이 공급되면 출력 전압이 몇 마이크로초 내에 상승하고 안정화됩니다(슬루율은 표준화되지 않음). Ustab이 설정되었습니다. 분할기, Ustab=2.495*(1+R2/R1) 공식으로 계산할 수 있습니다. 계산할 때 이러한 내포물이 있는 내부 저항이 (1 + R2 / R1) 배 증가한다는 점을 염두에 두어야 합니다.
추가 기능을 켜서 고전적인 방식으로 안정기의 부하 용량을 늘릴 수 있습니다. 바이폴라 트랜지스터.
중요한! 트랜지스터는 반드시 피드백 루프 회로에 포함됩니다.
이러한 포함은 회로를 병렬 레귤레이터로 변환하므로 입력 전압이 출력 전압을 초과해야 합니다. 효율성은 Uout/Uin 비율을 초과할 수 없습니다. 이것은 안정기의 매개 변수를 악화 시키므로 전계 효과 트랜지스터를 사용하는 것이 좋으며 전압 강하가 적습니다.
여기에서 입력 전압과 출력 전압 간의 요구되는 차이가 더 작기 때문에 효율이 더 높지만 트랜지스터 게이트에는 추가 전원이 필요합니다. 전압은 Vin을 초과해야 합니다.
TL431에서는 전류 안정기를 조립할 수 있습니다.
트랜지스터의 컬렉터 회로의 전류는 Istab \u003d Vref / R1과 같습니다.
동일한 회로가 2 단자 네트워크 형태로 포함되면 전류 제한기가 얻어집니다.
전류는 Io=Vref/R1+Ika로 제한됩니다. 안정기 저항의 값은 Rb=Uin(Io/hfe+Ika) 조건에서 선택해야 합니다. 여기서 hfe는 트랜지스터 이득입니다. 이 기능이 있는 멀티미터로 측정할 수 있습니다.
라디오 아마추어는 비표준 내포물에 미세 회로를 사용합니다. TL431은 자려하는 경향이 있어 단점이 됩니다. 그러나 이를 통해 전압 제어 발전기로 사용할 수 있습니다. 이를 위해 출력에 커패시터가 설치됩니다.
유사품은 무엇입니까
초소형 회로는 전문가와 전자 애호가의 세계에서 높은 인기를 얻고 있습니다. 따라서 많은 제조업체에서 생산됩니다. 세계적으로 유명한 회사인 Texas Instruments(개발자로서), Motorola, Fairchild Semiconductor 및 기타 회사는 원래 이름으로 초소형 회로를 생산합니다. Vref = 2.75V이고 최대 작동 전류가 1.5배 증가한 이전에 출시된 TL430 안정기는 말할 것도 없습니다. 그러나 이 초소형 회로는 수요가 적었고 SMD 실장 시대의 시작에 부응하지 못했습니다.
다른 제조업체는 다른 문자 인덱스로 전압 조정기를 생산하지만 항상 이름에 숫자 431이 있습니다(그렇지 않으면 소비자는 알 수 없는 미세 회로에 관심을 기울이지 않을 것입니다). 시장에는 다음이 있습니다.
- KA431AZ;
- 기아431;
- HA17431VP;
- IR9431N
및 기능면에서 유사한 기타 미세 회로. 그러나 잘 알려지지 않은 제조업체의 제품은 매개 변수 준수를 보장하지 않습니다.
KT-26 패키지(저전력 트랜지스터와 유사)로 생산된 국내 아날로그 KR142EN19A가 있습니다. 원래 칩과 완전히 유사하지만 일부 특성이 약간 다릅니다. 따라서 내부 저항은 <0.5 Ohm 내에서 정규화됩니다.
언급할 가치가 있는 것은 SG6105 PWM 컨트롤러입니다. TL431과 완전히 동일한 두 개의 내부 안정 장치가 포함되어 있습니다. 별도의 단자가 있으며 기준 전압 소스로 사용할 수 있습니다.
TL431 칩의 성능을 확인하는 방법
초소형 회로는 내부 구조가 다소 복잡하기 때문에 한 명의 테스터로 확인할 수 없습니다. 어쨌든 일종의 계획을 수집해야합니다. 조정된 전원 공급 장치가 있는 경우 3개의 저항과 LED가 필요합니다.
전원 공급 장치의 전압은 36V를 넘지 않아야 합니다. R1은 최대 전압에서 LED를 통과하는 전류가 10-15mA를 초과하지 않도록 선택됩니다. R1과 R3의 비율은 최대 소스 전압에서 R3에 2.5V 이상, 바람직하게는 3 이상이 되도록 해야 합니다. 출력 전압이 0V에서 R3의 임계값에 도달하기 위해 상승하면 LED가 깜박이고, 마이크로 회로가 작동 중임을 의미합니다. LED를 설치할 수는 없지만 음극에서 전압을 측정하기만 하면 됩니다. 갑자기 변경되어야 합니다.
조정된 소스가 없지만 정전압 전원 공급 장치가 있는 경우 R3 대신 전위차계를 사용해야 합니다. 엔진이 양방향으로 회전하면 LED가 켜지고 꺼집니다.
전자 부품 시장은 매우 광범위한 통합 전압 조정기를 제공합니다.그러나 범위는 매우 광범위하므로 많은 유형의 미세 회로가 시장에서 틈새 시장을 차지합니다. TL431 포함.
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