Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Фотореле с гистерезисом на tl431

Микросхема tl431 содержит всего три вывода: катод, анод и управляющий электрод, который, как видно из блок-схемы, является неинвертирующим входом операционного усилителя. ОУ здесь работает как компаратор: на инвертирующий вход подается 2,5В от внутреннего источника опорного напряжения, на неинвертирующий вход подается напряжение от схемы. Если оно достигнет 2,5В, компаратор сработает и выходной транзистор откроется.

Максимальный ток катода 100мА, напряжение катод-анод не более 36В. Микросхема обладает хорошей термостабильностью: в интервале температур от -40 до +120 градусов напряжение срабатывания изменяется всего на 7мВ.

Распиновка микросхемы tl431, вид сверху:

Проверить исправность tl431 можно мультиметром в режиме прозвонки диодов. Для этого красный щуп мультиметра соединяем с анодом а черный с катодом, мультиметр покажет падение 0,6В на внутреннем диоде. Меняем местами щупы и мультиметр покажет обрыв. Теперь не отсоединяя щупы соединим управляющий электрод с катодом. Мультиметр покажет падение 2,49В

Микросхема применяется в основном в источниках питания в качестве управляемого стабилитрона. Но можно собрать на ней и очень простое фотореле:

Схема очень простая, но имеет недостатки. При медленном изменении освещенности светодиод загорается и тухнет плавно, отсутствует гистерезис, требуется высокоомный резистор.

Если поменять местами фотодиод и резистор схема инвертируется: светодиод будет загораться при увеличении освещенности. В этом случае резистор потребуется меньшего номинала, а чтобы светодиод опять загорался при уменьшении освещенности его тоже нужно подключить инверсно - между катодом и анодом tl431:

Чтобы еще больше уменьшить сопротивление этого резистора, можно применить фототранзистор. В этом случае будет достаточно сопротивления 100-150кОм:

Если нет готового фототранзистора можно использовать соединение фотодиода и транзистора. Транзистор можно взять любой маломощный. Подойдет даже кт315. Чем больше коэффициент передачи этого транзистора, тем чувствительнее будет фототранзистор.

Гистерезис и резкое переключение можно получить добавив еще один транзистор.

При уменьшении освещенности фототранзистора его сопротивление растет, напряжение на нем нарастает. Когда оно начнет приближаться к отметке 2,49В стабилитрон tl431начнет открываться. Вместе с ним начнет открываться транзистор и напряжение на управляющем выводе tl431 начнет нарастать быстрее за счет резистора обратной связи R2. Приоткрывание tl431 вызывает приоткрывание транзистора, а приоткрывание транзистора вызывает еще большее открывание tl431. Процесс происходит лавинообразно.

Транзистор и tl431 полностью открыты, светодиод светится. Если теперь начать плавно увеличивать освещенность фототранзистора, это не вызовет моментального закрытия tl431 и транзистора. Транзистор у нас полностью открыт, к верхнему плечу делителя R1VT1 - резистору R1, оказывается параллельно подключен резистор R2. Этим резистором обеспечивается гистерезис. Сопротивление верхнего плеча делителя стало меньше, и теперь для закрытия tl431 нужно осветить фототранзистор чуть сильнее чем он был освещен в момент включения светодиода. Чем меньше сопротивление резистора R2, тем шире петля гистерезиса, то есть тем сильнее нужно теперь осветить фототранзистор, чтобы светодиод погас.

Намного проще понять что такое гистерезис, собрав схему самому, и наблюдая за ее работой при различных значениях резистора R2.

Чтобы этой схемой включать большую нагрузку можно на место светодиода поставить оптопару и симистор. Для механического реле нужно добавить в схему стабилизатор напряжения для питания делителя, так как при срабатывании реле проседает напряжение питания и реле начинает быстро включатся и выключатся.

Стабилизатор можно поставить на напряжение от 5 до 9В. Диод D1 отключает резистор R2 от минуса. В предыдущей схеме он был не нужен, так как в коллекторной цепи был резистор 1кОм и светодиод. Сопротивление обмотки реле обычно очень маленькое и при закрытом транзисторе резистор R2 окажется подключен параллельно фототранзистору и схема работать не будет.

Транзистор VT1 должен быть с током коллектора превышающим ток срабатывания реле. Резистор R4 ограничивает базовый ток транзистора. Берем ток, достаточный для срабатывания реле. Пусть это будет скажем 200mA. Коэффициент передачи тока транзистора пусть будет 100. Значит для получения такого тока коллектора, базовый ток должен быть не менее чем 2mA. То есть взяли желаемый ток коллектора и поделили на коэффициент передачи тока транзистора, получили минимальный базовый ток. Этот ток лучше всегда брать с запасом, так как коэффициент передачи транзисторов имеет разброс. Теперь находим нужный номинал резистора. Берем напряжение питания, отнимаем 2,5-3 вольта(столько падает на tl431 и переходе транзистора) и делим на необходимый ток базы. Расчетное сопротивление получилось 4,5кОм. Берем ближайшее меньшее значение 4,3кОм. Резистор R3 служит для надежного закрытия транзистора.

2021-01-08 21

Клаус и Клаусмобиль - Компараторы, реле времени на TL431

Клаус и Клаусмобиль - Компараторы, реле времени на TL431

AN13: TL431 в режиме компаратора. Реле времени на TL431

(c) klausmobile 2001


В типовом компараторном включении TL431 без ООС эквивалентна обычному пороговому N-переключателю (NPN или N-MOS транзистору) со стабильным порогом переключения 2.5В. В отличие от ламп, катодом именуется верхний вывод ("коллектор"), анодом - нижний ("эмиттер", "исток"). К сожалению, PNP-комплементарных схем нет.

Мощная (100мА и выше) нагрузка может включаться с гальванической развязкой (оптрон, реле) или же через PNP или P-MOS ключевой транзистор. Рабочий ток во включенном состоянии - не менее 1 и не более 100 мА (т.е. маломощные реле вполне вписываются). Напряжение на полностью открытом ключе (Uka мин) около 2-2.5В.

Для уменьшения крутизны переключения вводится ООС (резистор с катода на управляющий вход). Для введения гистерезиса в пороговый компаратор необходима ПОС через добавочный инвертор (транзистор). При этом для развязки от источника питания вводится стабилизатор RS-DS (иначе порог включения модулируется питающим напряжением и возможно самовозбуждение)..

Реле задержки включения: на входе компаратора - интегрирующая цепочка. Начальный ток Io заряда СТ устанавливается порядка 100мкА (ток базы TL431 - 2..4мкА). Задержка включения T1 = 2.5В/U1 * (RT*СТ). Задержка выключения при наличии обратного диода определяется скоростью разряда СТ через нагрузку и ИС, а также внешними емкостью и сопротивлением утечки R2, C2.

Практический пример: реле времени на двух связанных RC-цепочках отрабатывает последовательно задержку включения анодных выпрямителей входных (45с) и выходных (60с) цепей усилителя. Для подстраховки исполнительные контакты реле соединены последовательно (это не обязательно) - анодные источники выключаются общим выключателем независимо от реле.. Реле на входное напряжение 12В, сопротивление обмотки 250 Ом.

При больших токах, коммутируемых реле, возможно самовозбуждение (через просадку напряжения питания). Чтобы исключить это, времязадающая цепочка развязывается от источника питания простейшим стабилизатором (R3-D3).

Если надо отработать связанные задержки Т1 и Т2, разделенные относительно небольшим интервалом dT=T2-T1, времязадающая цепочка строится на единственном конденсаторе СТ (соотношение R2-R1 рассчитывается графически):


Главная - English - Mail




Узнаем как работает компаратор напряжения

Компаратор напряжения является довольно интересным устройством. Как он работает? Благодаря чему он может выполнять свои функции? Нельзя не отметить их значительную важность в многочисленных бытовых приборах, которые есть в большом количестве в каждом доме.

Общая информация

Чтобы управлять электронными схемами, используют большое количество различных устройств. Они позволяют разветвлять и настраивать сигналы. Чтобы сравнивать два различных импульса, используют компаратор. Что же он собой представляет? Компаратор напряжения – это устройство, которое занимается сравнением двух различных напряжений и силы тока, и на основании полученных данных он выдаёт конечный силовой сигнал. С его помощью указывается на большее полученное значение и указывается на соотношение полученных параметров. Устройство имеет две аналоговые вводные клеммы, что могут обрабатывать отрицательный и положительный сигнал. Также у них есть, подобно АЦП, один двоичный цифровой выход. На чем базируется его функционирование? Для обеспечения работы всегда создаётся компаратор напряжения на транзисторах.

Что применяется в современности

Первоначально широко использовались интегрированные компараторы напряжения. За характерные особенности их работы они назывались высокоскоростными. Для них требуется наличие дифференциального напряжения в рамках определённого диапазона, который значительно ниже, нежели напряжение в сети питания. Подобные приборы не допускали наличия внешних сигналов, которые выходили бы за установленные рамки. Современный аналогово-цифровой компаратор напряжения имеет транзисторный ввод. Как правило, потенциальный сигнал для него не должен превышать значение в 0,3 В. Часто можно встретить компаратор напряжения на микроконтроллере. Для таких случаев используется продукция компаний «Микрочип» и «Атмел». В случае если приходится иметь дело со стереокомпаратором (их ещё называют компараторами ультрабыстрого типа), то требуемый порог не превышает значения 0,2 В. Следует отметить, что величина используемого диапазона ограничена конкретным входным напряжением.

И это всё?

Конечно же, нет! Существует ещё компаратор напряжения на операционном усилителе. Он представляет собой прибор, у которого разница между входом и высоким сопротивлением сигнала чрезвычайно тонко сбалансирована. Благодаря этому они используются в тех случаях, когда необходимо обеспечить работу схем с небольшим напряжением. Также устройства, где используются операционные усилители, часто ещё называются видеоспектральным компаратором. Теоретически, оно может работать в конфигурации, где предусмотрено наличие открытого контура (то есть нет отрицательной обратной связи). Устройство в таких случаях используется как компаратор низкой производительности.

Какие недостатки есть у компараторов с операционными усилителями

Они имеют такие негативные моменты:

  1. Так, основное их предназначение – это работа в линейном режиме, когда отсутствует отрицательная обратная связь. Также их особенностью является довольно значительный режим восстановления.
  2. Практически у всех операционных усилителей есть конденсаторы внутренней компенсации, что ограничивают скорость нарастания значения выходного напряжения при генерации высокочастотных сигналов. Поэтому использование подобных схем приводит к незначительной задержке импульсов.
  3. И напоследок – компаратор не обладает внутренним гистерезисом.

Из-за перечисленных недостатков использование устройства для управления разными схемами обходится зачастую без различных усилителей. Единственным исключением является использование генератора.

Использование

Работа компаратора напряжения часто применяется во время производственных процессов, где существует ограниченное выходное напряжение. Но при этом необходимо, чтобы оно хорошо взаимодействовало с цифровой логикой. Поэтому их часто можно встретить в разнообразных термических приборах. В качестве примера можно привести реле температуры, терморегулятор и прочее. Могут они использоваться и с целью сравнения сигналов и сопротивления для таких устройств, как стабилизатор, таймер и прочее. В бытовых устройствах их содержит едва ли не любая микросхема. Компаратор напряжения можно найти в микроволновой печи, духовке и многих иных современных образцах техники.

Принцип работы

Давайте пройдём весь путь логических «измышлений» данного устройства. Итак, первоначально на плюс-вход поступает аналоговый сигнал. Он называется неинвертируемым. Затем переносимся к выходу. Он называется инвертируемым и может высылать два разнополярных аналогичных сигнала. От чего зависит «принятое» устройством решение? Допустим, что аналоговый вход больше выхода. В таком случае нами будет получена логическая единица. Благодаря этому, допустим, будет включен открытый коллектор транзистора или же произведено иное действие с другим элементом схемы. И она начнёт выполнять возложенные на неё функции. В случае если аналоговый выход больше, нежели вход, устройство работает в режиме логического нуля и ничего не происходит. В таких ситуациях большую роль играет опорное напряжение компаратора.

И ещё немного об устройстве

Давайте уделим внимание двухпороговым и фазовым компараторам. В случае их применения практически всегда работа строится на воздействии на входы в рамках логических цепей. И их функционирование зависит от уровня сети питания. Можно сказать, что это довольно своеобразные элементы перехода сигнала от аналоговой к цифровой форме. Благодаря этому можно не уточнять неопределённость выходов сигнала. Почему? Дело в том, что компаратор всегда может обеспечить определённый захват петли гистерезиса.

Применение

Давайте же рассмотрим более детально, где и как они используются. Так, во многих домах есть компаратор напряжения для разряда аккумулятора на ноутбуке или телефоне, весы, датчики сетевого напряжения. Встретить их можно во множестве различных интегральных микросхем, где они используются с целью обеспечения контроля над входными импульсами. Благодаря этому поддерживается связь между источником сигнала и пунктом назначения. Часто применяется компаратор-регулятор (триггер) Шиммера. Этим существенным преимуществом является возможность работы в режиме многоканальности, когда можно сравнивать значительное количество сигналов. Он обеспечивает весьма широкий функционал (по сравнению со стандартными компараторами). Также эти устройства используются для визуального определения состояния поверхности, что обрабатывается. Для этих целей используется компаратор шероховатости.

Программирование

Компараторы используются в качестве составной части электрической схемы ШИМ. Но не только. Они могут быть применены и для написания отдельных программ или же их компонентов. Так, их часто используют, чтобы создавать java-коллекции. Что необходимо для этого? Вот небольшой список с ответами:

  1. Первоначально следует позаботиться о среде разработки. Можно порекомендовать обратить внимание на Maven. В ней создаётся проект, и для него выбираются нужные компоненты.
  2. Затем устанавливаются дополнительные утилиты, и следует начинать создавать новый файл. Имейте в виду, что прерывать процесс недопустимо. Также во время работы рекомендуется сохраняться на всех этапах работы.
  3. Когда всё готово, нужно выставить требуемые настройки.
  4. Затем нужно создать класс, что будет использоваться для проверки данных, а также их распределения по нужным ячейкам памяти. Класс используется также для сортировки определённой информации по конкретным параметрам и при надобности обеспечения их защиты.

Как выбрать устройство при покупке

Приобрести готовый компаратор представляется возможным в любом радиотехническом магазине. Цена же на него будет зависеть от выдвигаемых требований. В первую очередь необходимо определиться с назначением устройства. Затем внимание должен получить такой момент, как количество каналов. Также следует внимательно осмотреть устройство на предмет наличия внешних повреждений. Так, оно может пострадать во время транспортировки или же просто было выполнено некачественно.

Как проверить работоспособность компаратора напряжения

У многих начинающих радиолюбителей часто возникает вопрос, как узнать, можно ли использовать устройство. Для этого не нужно иметь какую-то сложную схему или устройство. Для этого достаточно использовать вольтметр. При этом на входы подаётся регулируемое напряжение и определяется, работает оно или нет. Не следует забывать и о том, что устройства часто содержат выходной транзистор. У них коллектор и эмиттер вроде «висят в воздухе». Поэтому необходимо обеспечить соответствующее подключение. В таком случае на инверсный вход подаётся опорное напряжение.

Заключение

Вот и был рассмотрен компаратор напряжения. Это полезное устройство позволит обеспечить работу для большого количества различных устройств. Компаратор позволит создать множество разных схем и значительно расширит поле деятельности радиолюбителя. Не следует ограничиваться уже существующими разработками. При этом необходимо научиться обеспечить работу компаратора с другими элементами.

Автоматическое зарядное устройство аккумуляторов на TL431 | РадиоДом

Пониженное сетевое напряжение после трансформатора T1, выпрямляется диодами VD1–VD4 и сглаживается конденсаторами C1, C2. Интегральный стабилизатор напряжения DA2 типа TL431 обеспечивает опорное напряжение на инвертирующих входах микросхемы DA1. Дальнейшая часть схемы представляет собой два независимых канала заряда двух аккумуляторов GB1 и GB2 одновременно. Возможна зарядка одного аккумулятора, при этом другой к устройству не подключают.
  Резисторы R7, R12 обеспечивают гистерезис переключения компараторов. При увеличении сопротивлений резисторов гистерезис уменьшается. На гистерезис влияет также соотношение сопротивлений резисторов делителей напряжения в цепи не инвертирующих входов R6–R5 и R8–R13.
В режиме заряда аккумуляторов выходное сопротивление микросхем компараторов DA1 через диоды VD9, VD12 шунтирует светодиоды VD11, VD13, и они не светятся. Как только АКБ зарядится и компаратор перейдет в другое устойчивое состояние.
Подбирая сопротивления R11 и R17, устанавливают необходимый ток заряда аккумуляторов, который, как правило, выбирают равным по величине 0,11 от емкости АКБ. Так, для аккумуляторов емкостью 0,6 А.ч был установлен ток около 70 мА. Подстроечный резистор можно применить, например на 6,8 кОм
Транзисторы VT1, VT2 установлены на не большие алюминиевые ребристые теплоотводы.
Радиокомпоненты прибора отечественные и при наличии близкого аналога заменимы на зарубежные похожие:
VD1 - VD4 - КД221
VD5 - КД521
VD6 - КС147
VD7 - АЛ307В
VD8 - КД221
VD9 - КД521
VD10 - КД521
VD11 - АЛ307КМ
VD12 - КД521
VD13 - АЛ307КМ
VD14 - КС147
VD15 - АЛ307В
VD16 - КД221
C1 - 470 мкФ х 25 вольт
C2 - 470 мкФ х 25 вольт
C3 - 220 мкФ х 16 вольт
C4 - 47 n
C5 - 47 n
R1 - 3,3 кОм
R2 - 3 кОм
R3 - 1 кОм
R4 - 4,7 кОм - Подстроечный
R5 - 30 кОм
R6 - 6,2 кОм
R7 - 300 кОм
R8 - 4,7 кОм
R9 - 1 кОм
R10 - 4,7 кОм
R11 - 20 Ом
R12 - 300 кОм
R13 - 30 кОм
R14 - 1 кОм
R15 - 4,7 кОм
R16 - 4,7 кОм
R17 - 20 Ом
R18 - 6,2 кОм
VT1 - КТ814Б
VT2 - КТ814Б


Компаратор на tl431 с гистерезисом

Автор На чтение 15 мин. Опубликовано

TL431

ИМС параллельного стабилизатора напряжения TL431 можно с успехом использовать во множестве приложений, и, в частности, в качестве компаратора с гистерезисом. Для этого используется ее внутренний источник опорного напряжения и лишь нескольких дополнительных внешних компонентов. Этот компаратор с гистерезисом, подобный триггеру Шмитта, можно использовать в качестве простого монитора состояния аккумулятора (Рисунок 1). Верхнее пороговое напряжение VT+ этого компаратора можно вычислить по формуле

где VREF – напряжение внутреннего опорного источника ИМС TL431. Согласно спецификации, его типовое значение составляет 2.5 В.

Рисунок 1. Параллельный стабилизатор с дополнительными
компонентами, работающий как триггер Шмитта,
включает светодиод, когда батарея полностью заряжена.

Если напряжение батареи выше, чем верхнее пороговое напряжение, на катоде ИМС TL431 установится низкий уровень, равный приблизительно 2 В. При этом транзистор Q1 будет открыт, а светодиод LED1 будет светиться. Нижний порог компаратора VT– вычисляется как

Когда вследствие разряда напряжение на батарее окажется меньше нижнего порога VT–, напряжение на катоде ИМС TL431 поднимется до уровня, равного напряжению батареи. Транзистор Q1 выключится, а индикатор LED1 погаснет. LED1 включится снова только тогда, когда после зарядки батареи ее напряжение превысит верхнее пороговое напряжение компаратора.

Примечание редакции

Если необходимо, чтобы светодиод не загорался при включении устройства с интегрированным в него монитором, можно установить между коллектором и эмиттером транзистора Q1 конденсатор емкостью 4.7…10 мкФ.

Для упрощения расчетов прилагается файл «Calculations rus.xls», который позволяется выполнить расчет пороговых напряжений по известным номиналам резисторов R1 и R2, или вычислить номиналы резисторов R1 и R2 в соответствии с необходимыми порогами срабатывания монитора.

Загрузки

Перевод: В.Рентюк по заказу РадиоЛоцман

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.

TL431

ИМС параллельного стабилизатора напряжения TL431 можно с успехом использовать во множестве приложений, и, в частности, в качестве компаратора с гистерезисом. Для этого используется ее внутренний источник опорного напряжения и лишь нескольких дополнительных внешних компонентов. Этот компаратор с гистерезисом, подобный триггеру Шмитта, можно использовать в качестве простого монитора состояния аккумулятора (Рисунок 1). Верхнее пороговое напряжение VT+ этого компаратора можно вычислить по формуле

где VREF – напряжение внутреннего опорного источника ИМС TL431. Согласно спецификации, его типовое значение составляет 2.5 В.

Рисунок 1. Параллельный стабилизатор с дополнительными
компонентами, работающий как триггер Шмитта,
включает светодиод, когда батарея полностью заряжена.

Если напряжение батареи выше, чем верхнее пороговое напряжение, на катоде ИМС TL431 установится низкий уровень, равный приблизительно 2 В. При этом транзистор Q1 будет открыт, а светодиод LED1 будет светиться. Нижний порог компаратора VT– вычисляется как

Когда вследствие разряда напряжение на батарее окажется меньше нижнего порога VT–, напряжение на катоде ИМС TL431 поднимется до уровня, равного напряжению батареи. Транзистор Q1 выключится, а индикатор LED1 погаснет. LED1 включится снова только тогда, когда после зарядки батареи ее напряжение превысит верхнее пороговое напряжение компаратора.

Примечание редакции

Если необходимо, чтобы светодиод не загорался при включении устройства с интегрированным в него монитором, можно установить между коллектором и эмиттером транзистора Q1 конденсатор емкостью 4.7…10 мкФ.

Для упрощения расчетов прилагается файл «Calculations rus.xls», который позволяется выполнить расчет пороговых напряжений по известным номиналам резисторов R1 и R2, или вычислить номиналы резисторов R1 и R2 в соответствии с необходимыми порогами срабатывания монитора.

Загрузки

Перевод: В.Рентюк по заказу РадиоЛоцман

СХЕМА ТЕРМОСТАТА

Предлагаемый проверенный и неплохо себя зарекомендовавший термостат работает в диапазоне 0 — 100°С. Он осуществляет электронный контроль температуры, коммутируя нагрузку через реле. Схема собрана с использованием доступных микросхем LM35 (датчик температуры), LM358 и TL431.

Схема электрическая термостата

Детали для устройства

  • IC1: LM35DZ температурный датчик 
  • IC2: TL431 прецизионный источник опорного напряжения 
  • IC3: двойной однополярный ОУ LM358. 
  • LED1: 5 мм светодиод
  • В1: PNP транзистор A1015
  • Д1 — Д4: 1n4148 и 1N400x кремниевые диоды
  • ZD1: стабилитрон на 13 В, 400 мВт
  • Подстроечный резистор 2.2 к
  • Р1 — 10к 
  • R2 — 4,7 М
  • Р3 — 1.2 К
  • Р4 — 1к
  • Р5 — 1к
  • Р6 — 33 Ом
  • С1 — 0.1 мкф керамический
  • С2 — 470 мкФ электролитический
  • Реле на 12 В постоянного тока однополюсное двухпозиционное 400 Ω или выше

Устройство выполняет простой, но очень точный тепловой контроль тока, которая может использоваться там, где необходим автоматический контроль температуры. Схема переключает реле в зависимости от температуры, определяемой однокристальным датчиком LM35DZ. Когда LM35DZ обнаруживает температуру выше, чем заданный уровень (установленный регулятором), реле срабатывает. Когда температура падает ниже заданной температуры — реле обесточивается. Таким образом и удерживается нужное значение инкубатора, термостата, системы подогрева дома и так далее. Схема может питаться от любого источника переменного или постоянного тока 12 В, или от автономного аккумулятора. Существует несколько версий датчика температуры LM35:

  • LM35CZ и LM35CAZ (в to-92 корпусе) − 40 — +110C
  • LM35DZ (в to-92 корпус) 0 — 100с. 
  • LM35H и LM35AH (в-46 корпус) − 55 — +150C

Принцип работы

Как работает терморегулятор. Основой схемы является температурный датчик, который представляет собой преобразователь градусы — вольты. Выходное напряжение (на выводе 2) линейно изменяется вместе с температурой от 0 В (при нуле) до 1000 мВ (при 100 градусах). Это значительно упрощает расчет цепи, так как нам нужно только обеспечить прецизионный источник опорного напряжения (TL431) и точный компаратор (А1 LM358) с целью построения полной тепловой управляемости коммутатором. Регулятор и резистор задают опорное напряжение (vref) 0 — 1.62 В. Компаратор (А1) сравнивает опорное напряжение vref от (установленного регулятором) с выходным напряжением LM35DZ и решает, следует ли включить или выключить питание реле. Цель резистора R2 создать гистерезис, который помогает предотвратить дребезг реле. Гистерезис обратно пропорционален значению R2.

Настройка

Никаких специальных приборов требуется. Например, чтобы установить 70С срабатывания подключите цифровой вольтметр или мультиметр через тестовые точки "ТР1" и "масса". Отрегулируйте vr1, пока не получите точное значение 0,7 В на вольтметре. Другой вариант схемы, с использованием микроконтроллера, смотрите здесь.

Нужна помощь в управлении N FET воротами с выхода компаратора LM393

Выглядит в принципе хорошо.
Вы должны знать, что вы пытаетесь сделать.
то, что он пытается сделать, это ограничить напряжение батареи до напряжения стабилитрона + диода ~ = 14,5 В. В некоторых случаях это нормально, но слишком высоко для нормального использования.

Тот факт, что напряжение на затворе FET низкое, говорит о том, что вы делаете не так, как показано на схеме. Вам нужна какая-то нагрузка, чтобы проверить это - батарея в порядке.

Схема такого типа должна быть либо расточительной, либо жестко отключаться. Батарея разряжается при отключении питания, поэтому включается и заряжается, а затем выключается и падает и.
Чтобы добавить гистерезис, добавьте резистор R3 = 1k от -out к операционному неинвертору, а затем резистор R4 от операционного усилителя к операционному неинвертору. Значение относительно R3 контролирует колебание напряжения гистерезиса. Может быть, от 10 до 47 тысяч. Пот может быть лучшим.

Вы заново изобретаете колесо солнечного зарядного устройства. У вас должна быть веская причина для этого. У тебя есть?


Показать все значения компонентов на диаграмме. Сказать «типичное улучшение ...» полностью разрушает ценность вашей схемы, поскольку это неизвестный «черный ящик», который может быть идеальным или бесполезным.
Номер детали пожалуйста.

Я думаю, что нарисованные вручную диаграммы - это хорошо (я бы :-)), если бы они были аккуратными и читаемыми, НО использовать линейку или квадрат.

предоставление ссылок на таблицы желательно. Лист данных LM393 здесь
LM393 является открытым коллектором, поэтому R2 является источником привода затвора.
Вин не может подойти ближе, чем 2В или около того к Vdd, но ваше питание выглядит нормально.

Стабилитроны плюс диоды странные - если только это все, что у вас есть. Vzener + диоды ~ = 14,5 В +. Может быть 15V +. Лучше использовать только стабилитрон или дешевый эталон полу точности, такой как TL431.

Резистор, возможно, 1 кОм от земли, может помочь cct вести себя, когда нет нагрузки.

~

Аккумулятор

- точное отключение по низкому напряжению для предотвращения полной разрядки аккумулятора

Использование аксессуаров при остановленном двигателе автомобиля может чрезмерно разрядить аккумулятор и предотвратить перезапуск двигателя, поэтому желательно иметь схему, которая может контролировать напряжение аккумулятора и отключать аксессуары при достижении определенного уровня разряда.

Вот схема с использованием опорного напряжения TL431 IC, чтобы точно выключить аксессуар реле на требуемом напряжении.
В этом приложении TL431 не используется в качестве регулятора напряжения, а действует как компаратор со встроенным точным и стабильным 2.5В опорное напряжение.
Функциональная блок-схема TL531 ниже помогает показать, как он может работать в качестве компаратора.


Транзистор TL431 Катод включается, когда его Ссылочный входное напряжение выше 2.5V и выключается, когда Ссылка ниже 2.5В.
Когда он включен, это включает транзистор Q1 (подключенный к катоду), который активирует реле.
Когда напряжение падает ниже точки срабатывания TL431, он отключает Q1 и, таким образом, обесточивает реле.

Моделирование LTspice показано ниже.
Напряжение Vb, где V (Ref) равно 2,5 В, определяется делителем напряжения, состоящим из резисторов R2, R3 и резистора гистерезисной обратной связи R4.
Для показанных значений это происходит при номинальном напряжении 12,40 В (желтая кривая), когда напряжение падает, выключая реле.
При таком значении в аккумуляторе должно оставаться не менее 70% заряда, которого должно быть достаточно для запуска двигателя.

Схема снова включает реле при напряжении ≈13,56 В или немногим более чем на 1 В выше напряжения выключения, что определяется сопротивлением гистерезисной обратной связи R4.

Таким образом, напряжение включения определяется R2 и R3, а напряжение выключения определяется R2, ​​R3 и R4.
Если вы хотите, чтобы напряжения были регулируемыми, вы можете заменить R2 резистором 41,2 кОм последовательно с потенциометром 5 кОм, который изменит оба напряжения.
Вы можете изменить значение гистерезиса, изменив R4, но учтите, что это также изменит напряжение выключения.

Реле может быть автомобильного типа, 12 В SPST.

Руководство по добавлению дополнительного гиперезиса к компараторам

Аннотация: Аналоговые компараторы всегда находятся в тени своего более популярного собрата, вездесущего операционного усилителя.Разработчики могут использовать множество указаний по применению операционных усилителей, но не компараторов. Одним из следствий этой нехватки является то, что клиенты обращаются в службу поддержки Maxim за помощью при добавлении гистерезиса компаратора. В этом примечании объясняется, как добавить гистерезис к некоторым общим схемам компаратора, обеспечивая повышенную помехозащищенность и стабильность.

Обсуждение гистерезиса компаратора начинается с определения этого слова. Как и многие другие научные слова, оно происходит от греческого. В данном случае это означает отставание или следование, или сопротивление изменению от предыдущего состояния.Мы используем его в технике для описания несимметричной операции, т. Е. Ее путь от A к B не такой, как от B к A. Гистерезис обнаруживается в явлениях магнетизма и непластической деформации, а также в электронных схемах, таких как компараторы.

Гистерезис разработан в большинстве компараторов, обычно со значением от 5 мВ до 10 мВ. Внутренний гистерезис помогает компаратору избегать колебаний из-за небольшого количества паразитной обратной связи. Хотя этого достаточно для предотвращения автоколебаний компаратора, такой внутренний гистерезис может быть легко подавлен любым внешним шумом большей амплитуды.В этом случае вы можете улучшить производительность, добавив гистерезис извне.

Сначала рассмотрим передаточную функцию идеального компаратора без внутреннего гистерезиса (, рис. 1, ). Напротив, передаточная характеристика реального компаратора (, рис. 2, ) показывает изменение выходного сигнала, которое требует увеличения входного напряжения примерно на 2 мВ (V IN ).


Рисунок 1. Передаточная характеристика идеального компаратора.


Рисунок 2.Передаточная характеристика для практического компаратора.

Для операционных усилителей с разомкнутым контуром, которые часто используются в качестве компараторов, небольшое количество шума или помех в сочетании с входным сигналом может вызвать нежелательные быстрые изменения между двумя выходными состояниями (, рис. 3, ). Замена компаратора с гистерезисом может предотвратить быстрые изменения выходного сигнала и колебания. Или вы можете создать внешний гистерезис, подав положительную обратную связь на компаратор. Поскольку положительная обратная связь гарантирует быстрый переход выхода из одного состояния в другое, выход компаратора проводит незначительное количество времени в неопределенном состоянии.


Рисунок 3. Неопределенные и быстро меняющиеся выходы компараторов без гистерезиса.

В качестве примера рассмотрим простую схему на , рис. 4, , с передаточной характеристикой, как показано на , рис. 5, , с линейным нарастанием напряжения, начинающимся с нуля, поданным на инвертирующий вход компаратора. Резисторный делитель R1-R2 обеспечивает положительную обратную связь. Когда входной сигнал начинает увеличиваться с точки 1 (, рис. 6, ), выходной сигнал находится на уровне V CC и остается на нем до тех пор, пока входной сигнал не преодолеет положительный порог: V TH + = V CC R2 / (R1 + R2).В этот момент выходной сигнал резко меняется с V CC на V SS , потому что инвертирующий вход более положительный, чем неинвертирующий вход. Выход остается низким до тех пор, пока вход не превысит новый порог в точке 5: V TH- = V SS R2 / (R1 + R2). В это время выход немедленно переключается на V CC , потому что положительный (неинвертирующий) вход имеет более высокий потенциал, чем инвертирующий.


Рисунок 4. Простая схема с гистерезисом.


Рисунок 5. Передаточная характеристика для схемы на Рисунке 4.


Рисунок 6. Формы входных / выходных сигналов для схемы на рисунке 4.

Передаточная функция V OUT по сравнению с V IN для схемы на рисунке 4 показывает, что выход изменяется в ответ на изменение входа не менее 2В TH . Таким образом, в отличие от реакции на Рисунке 3 (операционный усилитель без гистерезиса), любое небольшое количество шума или помех менее 2 В TH не может вызвать быстрое изменение выходного сигнала.Для конкретного применения положительные и отрицательные пороговые напряжения могут быть установлены на желаемые значения с помощью подходящего выбора цепи обратной связи.

Доступны другие конфигурации для добавления гистерезиса с различными пороговыми напряжениями. Схема , рис. 7, использует два полевых МОП-транзистора и цепь резисторов для регулировки или смещения порогового уровня в любом направлении. В отличие от выхода компаратора на Рисунке 4, этот не загружен цепью резисторов обратной связи. Выходные данные реагируют на изменения входных данных, как показано на рис. , рис. 8, .


Рисунок 7. Добавление гистерезиса с использованием внешних полевых МОП-транзисторов и резисторов.


Рис. 8. Формы сигналов ввода / вывода для схемы на рис. 7.

Для различных внутренних конфигураций вывода компаратора требуются разные реализации внешнего гистерезиса. Например, в компараторах с внутренними двухтактными выходами можно использовать резистор с положительной обратной связью непосредственно между выходом и неинвертирующим входом. Сетевой резистор делителя применяет входной сигнал на неинвертирующий вход компаратора и инвертирующий вход фиксируется на каком-то уровне эталонной ( Рисунок 9 ).


Рисунок 9. Добавление гистерезиса к компаратору с двухтактным выходом.

Как уже отмечалось, компаратор с внутренним гистерезисом представляет одну точку срабатывания для возрастающего входного напряжения (V THR ) и одну для падающего входного напряжения (V THF ), что соответствует V Th2 и V Th3. на рисунке 8. Разница между этими точками срабатывания - это полоса гистерезиса (V HB ). Когда входные напряжения компаратора равны, гистерезис заставляет один вход быстро проходить мимо другого, тем самым удаляя входные напряжения из области, где возникают колебания. На рисунке 10 показано поведение компаратора с фиксированным напряжением, подаваемым на инвертирующий вход, и изменяющимся напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход. (Перестановка входов дает аналогичную цифру, но с инвертированным выходом.)


Рисунок 10. Формы входных / выходных сигналов для схемы на рисунке 9.

Значения резисторов для цепи делителя обратной связи основаны на простых расчеты двух известных случаев, когда выход находится на одном или другом крайнем уровне (две шины питания).

Рассмотрим компаратор с внутренним гистерезисом 4 мВ и конфигурацией двухтактного выхода, такой как Maxim MAX9015, MAX9017 и MAX9019. Эти компараторы предназначены для систем с однополярным питанием, в которых две шины - V CC и 0V. Следующая процедура позволяет выбрать или рассчитать компоненты, основанные на требованиях и на приведенных данных, таких как подача железнодорожных напряжений, диапазон гистерезиса напряжения (V HB ), а также опорного напряжения (V REF ):

Шаг 1.

Выберите R3. Ток через R3 в точке срабатывания равен (V REF - V OUT ) / R3. Рассмотрение двух возможных выходных состояний при решении для R3 дает две формулы:
R3 = V REF / IR3 и R3 = (V CC - V REF ) / IR3.
Выберите меньшее из двух результирующих значений резистора. Например, для V CC = 5 В, IR3 = 0,2 мкА и компаратора MAX9117 (V REF = 1,24 В) два значения резистора равны 6,2 МОм и 19 МОм. Поэтому для R3 следует выбрать стандартное значение 6.2 МОм.

Шаг 2.

Выберите необходимый диапазон гистерезиса (V HB ). В этом примере выберите 50 мВ.

Шаг 3.

Рассчитайте R1 по следующей формуле:
В этом примере вставьте значение

Шаг 4.

Выберите точку срабатывания для подъема V IN (V THR ) так, чтобы:

Это пороговое напряжение, при котором компаратор переключает свой выход с низкого на высокий, когда V IN поднимается выше точки срабатывания. Для этого примера выберите V THR = 3V.

Шаг 5.

Рассчитайте R2 следующим образом:

В этом примере выберите стандартное значение 44,2 кОм.

Шаг 6.

Проверьте напряжения отключения и гистерезис следующим образом: V IN нарастание = 2,992 В, что эквивалентно V REF , умноженному на R1, разделенному на параллельную комбинацию R1, R2 и R3:

V IN падение = 2,942 В. Следовательно, гистерезис = V THR - V THF = 50 мВ.

Наконец, компараторы с выходами с открытым стоком и встроенной полосой гистерезиса 4 мВ (MAX9016, MAX9018, MAX9020) требуют внешнего подтягивающего резистора (, рис. 11, ).Дополнительный гистерезис можно создать с помощью положительной обратной связи, но формулы немного отличаются от формул для двухтактных выходов. Гистерезис = V THR - V THF = 50 мВ. Используйте следующую процедуру для расчета номиналов резисторов:

Шаг 1.

Выберите R3. Входной ток смещения на IN_ + меньше 2 нА, поэтому для минимизации ошибок, вызванных входным током смещения, ток через R3 должен быть не менее 0,2 мкА. Ток через R3 в точке срабатывания равен (V REF - V OUT ) / R3.Рассмотрение двух возможных выходных состояний при решении для R3 дает две формулы:
R3 = V REF / IR3 и R3 = [(V CC - V REF ) / IR3] - R4.
Используйте меньшее из двух результирующих значений резистора. Например, для V CC = 5 В, IR3 = 0,2 мкА, R4 = 1 МОм и компаратора MAX9118 (V REF = 1,24 В) два значения резистора равны 6,2 МОм и 18 МОм. Поэтому для R3 выберите стандартное значение 6,2 МОм.

Шаг 2.

Выберите необходимый диапазон гистерезиса (V HB ).

Шаг 3.

Рассчитайте R1 по следующей формуле:

В этом примере вставьте значение

Шаг 4.

Выберите точку срабатывания для подъема V IN (V THR ) так, чтобы

V THR - это пороговое напряжение, при котором компаратор переключает свой выход с низкого на высокий, поскольку V IN поднимается выше точки срабатывания. Для этого примера выберите V THR = 3V.

Шаг 5.

Рассчитайте R2 следующим образом:

В этом примере выберите стандартное значение 49.9кОм.

Шаг 6.

Проверьте напряжения отключения и гистерезис следующим образом:


Рисунок 11. Добавление гистерезиса к компаратору с выходом с открытым стоком.

TL431 - Ссылки с программируемой точностью

% PDF-1.4 % 1 0 obj > эндобдж 6 0 obj / Заголовок (TL431 - Ссылки с программируемой точностью) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > транслировать 2019-01-18T10: 41: 15-07: 00BroadVision, Inc.2020-08-10T13: 25: 04 + 02: 002020-08-10T13: 25: 04 + 02: 00Acrobat Distiller 18.0 (Windows) / pdf

  • TL431 - Справочная информация с программируемой точностью
  • ON Semiconductor
  • Интегральные схемы TL431A, B трехконтактные. программируемые диоды шунтирующего регулятора. Эти монолитные микросхемы напряжения эталоны работают как стабилитрон с низким температурным коэффициентом, который программируется от Vref до 36 В с двумя внешними резисторами. Эти устройства имеют широкий диапазон рабочего тока от 1,0 мА до 100 мА с типичным динамическим сопротивлением 0.22. Характеристики эти ссылки делают их отличной заменой стабилитронов в многие приложения, такие как цифровые вольтметры, источники питания и операционные Схема усилителя. Ссылка 2.5 В делает его удобным, чтобы получить стабильный источник опорного от 5,0 V логических материалов, а так как TL431A, В работает как шунтирующий регулятор, может использоваться как положительный, так и отрицательное опорное напряжение.
  • uuid: 1c437c88-2a5d-4a51-a92f-a4238fbe0e7fuuid: 754914a3-f9c5-44aa-83c7-356a0a14c4a6 Распечатать конечный поток эндобдж 5 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > эндобдж 25 0 объект > эндобдж 26 0 объект > эндобдж 27 0 объект > эндобдж 28 0 объект > эндобдж 29 0 объект > эндобдж 30 0 объект > эндобдж 31 0 объект > эндобдж 32 0 объект > эндобдж 33 0 объект > эндобдж 34 0 объект > эндобдж 35 0 объект > эндобдж 36 0 объект > эндобдж 37 0 объект > транслировать HW] s ۺ ~ žtX0 yQdıU> l ^ THʎԟ

    relay - Является ли это разумным и надежным способом обнаружения превышения порогового значения напряжением?

    Обновленный функциональный дизайн внизу этого вопроса

    Я хочу обнаружить, когда сигнал с низким сопротивлением ниже или выше 60 В постоянного тока (± 3 В).Когда сигнал выше 60 В, я хотел бы указать это, включив светодиод и размыкая реле. В противном случае зажгите другой светодиод и замкните реле.

    Для этого предлагаю использовать следующую схему компаратора. Это моя лучшая попытка - я сделал функциональные блоки и соединил их, насколько я могу видеть. Это разумный дизайн?

    Вот мое обоснование для каждой части схемы:

    HV - это сигнал 0-200 В постоянного тока с низким импедансом, который делится на 20, так что при HV = 60 В инвертирующий вход на компараторе должен быть примерно 3 В.В делителе напряжения используются несколько резисторов, чтобы обеспечить управляемое напряжение на каждом резисторе. Опорное напряжение от 3.0В подается на вход неинвертирующего.

    Когда HV <60 В, на выходе компаратора должен быть высокий уровень, который управляет реле через Q1 и загорается D2. Когда HV> 60 В, выход компаратора должен быть низким, что обесточивает реле и загорается D4.

    Выход компаратора - открытый коллектор, поэтому R8 действует как подтягивающий.

    Стабилитрон 12 В на инвертирующем входе включен для защиты от переходных процессов.

    Я не включил регулировку входного смещения, потому что эта схема не должна настраиваться пользователем. Я выбрал компаратор с достаточно низким входным напряжением смещения, и высокая точность не вызывает беспокойства.

    R6, R7 и C3 кажутся оптимальными включениями - я не делал этого раньше, но думаю, что они устраняют колебания выхода, вызванные емкостной связью между выходом и входом. Я включил эти компоненты временно, но могу отказаться от них.

    Я избегал добавления положительной обратной связи для гистерезиса, потому что у меня возникли проблемы с ее включением без изменения порогов переключения (радикально).Поскольку эта схема предназначена только для визуального индикатора, меня не слишком беспокоит, что выход колеблется о пороге переключения - HV никогда не должно быть устойчиво близко к 60V. Если есть безболезненный способ добавить гистерезис в несколько десятков милливольт, я бы хотел его услышать. Я решил просто добавить к выходу небольшую емкость.

    Примечание : Я прекрасно понимаю, что, вероятно, есть очень элегантный способ сделать это с помощью высоковольтного линейного регулятора, на который ссылается стабилитрон - огромным преимуществом будет возможность изменять триггерное напряжение, изменяя только стабилитрон, и покончить с напряжением. делитель и компаратор целиком.У меня нет аналоговой уверенности, чтобы рискнуть войти в эту сферу, но если у вас есть какие-то мысли, я хотел бы их услышать.

    EDIT - обновленный дизайн

    Спасибо за ваш отзыв. Основываясь на отзывах комментаторов, я пришел со следующим дизайном. При сборке и испытании он работает приемлемо - VHI: 62V, VLO: 59V. Схема в основном такая же, как и первая из предложенных, но с измененной выходной схемой. Мне удобнее использовать устройства, управляемые напряжением, такие как MOSFET, поэтому они использовались вместо BJT.Компаратор с достаточно низким входным смещением был выбран, чтобы сделать его конструкцией «построил и забыл». Нет необходимости настраивать схему.

    Я в курсе, что существует множество нежелательных режимов отказа. Прочтите полную запись в файле readme.

    оконный компаратор с гистерезисом

    2018) полностью исключает любую такую ​​схему. Ширина изменения опорного напряжения является ширина гистерезиса. Проблема, с которой я столкнулся, заключается в том, что я не знаю, как добавить гистерезис (я думаю, это слово) в схему, потому что входное напряжение варьируется от + 10 В до + 24 В.Рассчитайте ток гистерезиса I VREF. 1 мы использовали 2 из 4 компараторов в LM339. Компаратор окон StackExchange TL431 взят из устаревшей (2004 г.) копии таблицы данных TL431 Texas Instruments. В этой тестовой схеме мы используем биполярный источник питания на 12 В. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с нашими советами по написанию отличных ответов. Во-первых, гистерезис для компаратора TS9002 будет установлен на 30 мВ. Хотя этого достаточно для предотвращения автоколебаний компаратора, такой внутренний гистерезис может быть легко подавлен любым внешним шумом большей амплитуды.LF347 + 15V + 15V + 15V-15V-15V -15V + 5V LF347 + 15V PRE-LAB Разработайте вышеуказанный оконный компаратор в соответствии со следующими спецификациями. Вот почему мы добавляем гистерезис. Хорошо известная схема окна компаратора использует один операционный усилитель и имеет окно гистерезиса, который зависит от R3 и входного сопротивления опорного напряжения в Рин (рис. В то время как напряжение входного сигнала поступает установленный предел (по сети делителя напряжения) (Vth = 2,5 В), он регулируется как выше, так и ниже минимального порога в нескольких случаях.Окно гистерезиса. Как вы компенсируете тот факт, что U2, по сути, получает как положительную (R13), так и отрицательную (R14) обратную связь одновременно? В моем первоначальном ответе выше я не видел простых связей, чтобы не иметь положительных отзывов от U1, влияющих на U2. Особенности компаратора включают в себя меньше, чем ток питания 0.6μA над коммерческим диапазоне температур, 1.182V ± 2% от заданного значения а, программируемый гистерезис и TTL / CMOS выходы, которые мойкой и источник тока. Почему два таймера 555 в разных подсхемах перекрестно взаимодействуют? Что это значит, когда я слышу гигантские ворота и цепи во время добычи? www.electronicdesign.com использует службу безопасности для защиты от сетевых атак. Не могли бы вы также поделиться уравнениями, используемыми для определения номинала резистора Vin? Симметрично относительно Vref. + Vsat), что сделает диод D2 смещенным вперед. LTC1540 - это одинарный компаратор сверхнизкого энергопотребления со встроенным эталоном. Выход оконного компаратора может затем управлять затворами двух N-канальных полевых МОП-транзисторов, которые замыкают или разрывают соединение между источником питания и нагрузкой. Гистерезис использует два разных пороговых напряжения, чтобы избежать множественных переходов, представленных в предыдущей схеме.Я пытаюсь разработать схему оконного компаратора с использованием инженерной книги по усилителю (SLYY137 - 03/2019) для защиты от температуры. Компаратор с гистерезисом работает путем подачи на компаратор положительной обратной связи *. Как плащ смещения взаимодействует с панцирной защитой мученика? Оконные детекторы. Разность потенциалов между высоким и низким выходными напряжениями и резистором обратной связи регулируется для изменения напряжения, которое берется в качестве эталона сравнения с входным напряжением для клеммы + IN.Для компараторов со встроенным гистерезисом VIO определяется как среднее значение VTRIP + и VTRIP-, а гистерезис VHYST = VTRIP + - VTRIP-, где VTRIP + (соответственно VTRIP-) - входное дифференциальное напряжение, для которого выход переключается с низкого уровня. в высокое состояние (соответственно от высокого до низкого состояния). Нажимая «Опубликовать ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie. Обычно вешайте светодиод RGB на выходы оконного компаратора, чтобы проверить, соответствуют ли они спецификации. На размер окна гистерезиса также может повлиять каскадное подключение нескольких схем компаратора / операционного усилителя в ваших сетях.Небольшое изменение схемы компаратора может быть использовано для добавления гистерезиса. Как? Почему компаратор с однополярным питанием не может обрабатывать отрицательные входы? Встроенное (обычно ~ 10 мВ) выходное напряжение. Есть ли способ сделать это? Гистерезис разработан в большинстве компараторов, обычно со значением от 5 мВ до 10 мВ. Как обсуждалось выше, размер окна гистерезиса может быть функцией частоты входного аналогового сигнала, когда в контур обратной связи добавляются емкостные или индуктивные элементы. Мощный удар хвостом с минимальным количеством мускулов.Текущая таблица данных (вер. Включите JavaScript в своем браузере и повторите попытку. Www.electronicdesign.com использует службу безопасности для защиты от сетевых атак. Включите файлы cookie в своем браузере и повторите попытку. Схема оконного компаратора и схема компаратора с Гистерезисный транзистор использовался в качестве детектора напряжения и избыточного импульса, входящего в многоуровневый контроль нагрузки.Внутренний гистерезис помогает компаратору избегать колебаний из-за небольшого количества паразитной обратной связи.Гистерезиса, как представляется, применяется только к U2, где опорное напряжение на положительном входе. Проиллюстрировано на рис. Демонстрация гистерезиса компаратора. Гистерезис разработан в большинстве компараторов, обычно со значением от 5 мВ до 10 мВ. смоделируйте эту схему - Схема создана с помощью CircuitLab. Обратите внимание, что LT1720 имеет гистерезис 2 ~ 7 мВ, а ваш сигнал имеет шум 100 мВ между пиковыми значениями, в то время как ваши пороги различаются только на 200 мВ между пиками. Компаратор. Хотя этого достаточно для предотвращения автоколебаний компаратора, такой внутренний гистерезис может быть легко подавлен любым внешним шумом большей амплитуды.В сочетании с резистором 100 кОм дает коэффициент гиперезиса около 0,0087 или 43 мВ при умножении на размах 5 В для U2. Кроме того, поскольку все резистивные значения равны, падение напряжения на каждом резисторе также будет равно 1/3 напряжения питания, 1 / 3Vcc. Поэтому для простоты в этом простом примере оконного компаратора мы можем установить верхнее задание… Когда положение (процентное значение) дворника потенциометра Rref1 выше, чем положение (процентное значение) стеклоочистителя потенциометра Rref2, схема работает как активный компаратор с высоким окном.Теперь я добавить резистор обратной связи к положительному входу обоих операционных усилителей в попытке добавить гистерезис и это результат: гистерезис, как представляется, применяется только к U2, где опорное напряжение на положительном входе. Этот калькулятор вычисляет соотношение резистора R1 / R2 и опорное напряжение для заданных высоких и низких пороговых значений для кривого гистерезиса, или пороговые значения указаны опорное напряжение и коэффициент резистора. Решение для гистерезиса использует ту же «логику проектирования» с отношениями R, что и для усиления с отрицательной обратной связью, за исключением использования положительной обратной связи.Сервис требует полной поддержки JavaScript для просмотра этого веб-сайта. rioraxe, когда вы подключаете Vin напрямую к контакту - U2, а Vin через резистор к контакту + U1 .... остается ли значение резистора Vin таким же, как в исходном ответе (R3 || R4). Вот что меня смущает. Гистерезис также можно назвать триггером Шмитта. Он либо полностью включен (около Vcc), либо выключен (около 0 вольт). 4. Регистрация займет всего минуту. Точно так же выход операционного усилителя A2 положительный (т. Е. Значения Rail.Выберите желаемую температуру гистерезиса. Компараторы также могут использоваться как детекторы окон. Electric Engineering Stack Exchange - это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов. Как защититься от атак цепочки поставок? Компаратор часто представляет собой операционный усилитель без обратной связи между входами и выходами. Операция: Случай I: Vin

    Nuvve Nuvve Songs, El Diablo, серия 30, Кемперы Sun Valley на продажу, Сеть глубоких убеждений, Ты там Бог, это я, Маргарет, оригинальная обложка, Bonafide Bone Broth Whole Foods, Джастин Бринер Геншин Импакт,

    оконный компаратор с гистерезисом

    Оба компаратора имеют одинаковые настройки.Когда опорное напряжение на входе отрицательным, так как это для U1, он ничего не делает. http://www.analogzoo.com/?p=1330 Итак, для простоты в этом простом примере оконного компаратора мы можем установить верхнее задание ... Причина, по которой я хочу добавить гистерезис, заключается в том, что светодиод мигает, когда вы находитесь рядом с эталонным напряжением. , поскольку входное напряжение поступает от акселерометра и очень чувствительно к изменению. LF347 + 15V + 15V + 15V-15V-15V -15V + 5V LF347 + 15V PRE-LAB Разработайте вышеуказанный оконный компаратор в соответствии со следующими спецификациями.Схемы компаратора с инструментом Hysteresis Design Tool. Для просмотра этого веб-сайта требуется полная поддержка JavaScript. Когда он потребляет более 1 ампера, выход компаратора вызовет прерывание по смене вывода. Используйте эту утилиту, чтобы найти оптимальные резисторы ... Обычно вешайте RGB-светодиод на выходы оконного компаратора, чтобы проверить, соответствуют ли они спецификации. Пороговые напряжения. Позиция РА не дает обратной связи по отклоненной заявке. Я разработал оконный компаратор, и мне кажется невозможным добавить гистерезис.Почему компаратор с однополярным питанием не может обрабатывать отрицательные входы? Почему воспламенители реактивных двигателей требуют огромного напряжения? Железнодорожные ценности. Какие ретроспективные изменения следовало внести после 20 лет существования AES? Если компаратор не имеет внутреннего гистерезиса или если входной шум превышает внутренний гистерезис, тогда можно построить внешнюю сеть гистерезиса, используя положительную обратную связь от выхода к неинвертирующему входу компаратора. Как отключить метаданные, такие как EXIF, с камеры? Самый известный компаратор - это LM339, и у него разные вкусы.ОКОННЫЙ КОМПАРАТОР. Выходы каждого компаратора в LM339 представляют собой транзисторы с открытым коллектором, связанные вместе и подключенные к светодиоду и резистору. Внутренний гистерезис помогает компаратору избегать колебаний из-за небольшого количества паразитной обратной связи. Текущее техническое описание (ред. Компаратор часто представляет собой операционный усилитель без обратной связи между входами и выходом. Калькулятор гистерезиса компаратора. Точно так же выход операционного усилителя A2 положительный (т.е. 1. Проблема, с которой я столкнулся, заключается в том, что я не знаю) способ добавить гистерезис (я думаю, это слово) в схему, потому что входное напряжение варьируется от + 10 В до + 24 В.Компараторы также могут использоваться как детекторы окон. Регистрация займет всего минуту. СХЕМА Vin Vo Rz Rp R1 R2 R3 RE1 RF1 RF2 RF3 RE3 RE2 TAP1 TAP2 LM311 LM311 LM4040B 2,5 В 0,2% NAT. Демонстрация гистерезиса компаратора. Как обсуждалось выше, размер окна гистерезиса может быть функцией частоты входного аналогового сигнала, когда в контур обратной связи добавляются емкостные или индуктивные элементы. Этот процесс автоматический. Услуге требуется полная поддержка файлов cookie для просмотра этого веб-сайта.4. Можно ли сгенерировать точный тактовый импульс 15 кГц с помощью Arduino? Я хочу использовать компаратор, такой как LM339, для проверки тока цепи. Наконец, в этом примере мы увидим эффект изменения и применения гистерезиса к компаратору. Поэтому, если вам нужен такой же коэффициент гистерезиса для U1, используйте резистор 878 между Vin и выводом U1 +. ФНЧ 4-го порядка с частотой 5 Гц с использованием двойного операционного усилителя и 4 значений RC. Что это значит, когда я слышу гигантские ворота и цепи во время добычи? Гистерезис применяется путем подачи на положительный вход небольшой части выходного напряжения (которое находится на верхнем или нижнем пределе).Для этого я сконфигурировал оба компаратора с одинаковыми входными контактами - PORTA.1 (+) и внутренним масштабированным VDD (-). Для компараторов со встроенным гистерезисом VIO определяется как среднее значение VTRIP + и VTRIP-, а гистерезис VHYST = VTRIP + - VTRIP-, где VTRIP + (соответственно VTRIP-) - входное дифференциальное напряжение, для которого выход переключается с низкого уровня. в высокое состояние (соответственно от высокого до низкого состояния). Как убедиться, что конференция не афера, если вас пригласили в качестве спикера? Оконный компаратор может иметь гистерезис на выводах монитора для повышения помехоустойчивости.Гистерезис использует два разных пороговых напряжения, чтобы избежать множественных переходов, представленных в предыдущей схеме. Спасибо за ответ на обмен электротехническими стеками! Оконный компаратор выдает напряжение между двумя выбранными точками напряжения и будет отключено за пределами этого диапазона. Чтобы подписаться на этот RSS-канал, скопируйте и вставьте этот URL-адрес в программу для чтения RSS. Если вы хотите, чтобы у U1 было примерно такое же количество гистерезиса, как у U2, простым способом было бы поставить эквивалент R3 || R4 около 1.1K 878 \ $ \ Omega \ $, последовательно с входом Vin. В чем недостаток резистора большого номинала для положительной обратной связи / гистерезиса компаратора? Гистерезис разработан в большинстве компараторов, обычно со значением от 5 мВ до 10 мВ. смоделируйте эту схему - Схема создана с помощью CircuitLab. Обратите внимание, что LT1720 имеет гистерезис 2 ~ 7 мВ, а ваш сигнал имеет шум 100 мВ между пиковыми значениями, в то время как ваши пороги различаются только на 200 мВ между пиками. Здесь и вступает в игру гистерезис: гистерезис - явление, при котором значение физического свойства отстает от вызывающих его изменений.Компаратор. 1% 1K источник 100k обратная связь. Другой ключ заключается в том, что вам необходимо изменить полное отклонение выходного сигнала так, чтобы ваш входной сигнал всегда был от среднего до полного выходного диапазона (при необходимости, ослабленного на коэффициент R). Ввод резистора обратной связи для U1 на отрицательных входные винтах до ... Этот калькулятор вычисляет соотношение резистора R1 / R2 и опорное напряжение для данных высоких и низких пороговых значений для кривого гистерезиса, или пороговых значений заданных опорного напряжения и соотношение резистора .Компаратор без гистерезиса. Мощный удар хвостом с минимальным количеством мускулов. Просить о помощи, разъяснениях или отвечать на другие ответы. Эквивалент Thevenin для (R3 и R4): R3 || R4 = 1 / (1 / R3 + 1 / R4) = 878. Окно гистерезиса. Внутренний гистерезис помогает компаратору избегать колебаний из-за небольшого количества паразитной обратной связи. Кроме того, поскольку все резистивные значения равны, падение напряжения на каждом резисторе также будет равно 1/3 напряжения питания, 1 / 3Vcc. Размер окна гистерезиса является наиболее важным параметром, определяющим помехоустойчивость в схемах триггера Шмитта; это будет обсуждаться более подробно ниже.Рассчитайте ток гистерезиса I VREF. Пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере и попробуйте еще раз. Полное сопротивление делителя RTOTAL рассчитывается исходя из верхнего порогового напряжения и тока делителя: 2. + Vsat), которые приведут к прямому смещению диода D2. Компаратор окон StackExchange TL431 взят из устаревшей (2004 г.) копии таблицы данных TL431 Texas Instruments. См. Также «Схемы компаратора напряжения». Разность потенциалов между высоким и низким выходными напряжениями и резистором обратной связи регулируется для изменения напряжения, которое берется в качестве эталона сравнения с входным напряжением для клеммы + IN.Железнодорожные ценности. Сколько измерений у нейронной сети? Здравствуй. LTC1540 - это одинарный компаратор сверхнизкого энергопотребления со встроенным эталоном. Что вы называете «ростовщичеством» («невыгодная сделка») соглашением, не связанным с ссудой? Electric Engineering Stack Exchange - это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов. Вы будете перенаправлены после завершения проверки. Хотя этого достаточно для предотвращения автоколебаний компаратора, такой внутренний гистерезис может быть легко подавлен любым внешним шумом большей амплитуды.rev 2021.1.20.38359, Лучшие ответы голосуются и поднимаются на вершину, Электротехнический Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript, Начните здесь, чтобы получить быстрый обзор сайта, Подробные ответы на любые вопросы, которые могут у вас возникнуть, Обсудить работу и политики этого сайта, Узнайте больше о компании Stack Overflow, Узнайте больше о найме разработчиков или размещении рекламы у нас, Конечно, Rsource = ~ 0, затем Rs / (Rs + Rf) = 0% от выпуска = Гистерезис. Операционные усилители Rail-to-Rail также могут использоваться в качестве компараторов.В моем первоначальном ответе выше я не видел простых связей, чтобы не иметь положительных отзывов от U1, влияющих на U2. Ширина изменения опорного напряжения является ширина гистерезиса. 1. Как отформатировать метки широты и долготы, чтобы отображались только градусы с суффиксом без десятичных знаков или минут? Истинное зрение и Тёмное зрение, почему у монстра есть и то, и другое? В сочетании с резистором 100 кОм дает коэффициент гиперезиса около 0,0087 или 43 мВ при умножении на размах 5 В для U2. Нажимая «Опубликовать ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie.дизайн сайта / логотип © 2021 Stack Exchange Inc; пользовательские вклады под лицензией cc by-sa. Информация о продукте. Операция: Случай I: Вин

    Oral Cigarettes Bass Cover, Определение главного законодателя Ap Gov, Расписание автобусов RTA 16, Округ Стиллуотер, карта Монтаны, Селалу Синта Лирик, Сердце, мы его забудем Copland Pdf, Особняк Стробулба Луиджи 3, Рецепт основы куриного супа, Trane Stage 2 Aux Heat, Продажа автомобилей Chrysler Imperial с 1981 по 1983 год,

    самый распространенный чип, о котором вы никогда не слышали

    Фотография кристалла интересной, но малоизвестной ИС блока питания TL431 дает возможность изучить, как аналоговые схемы реализованы в кремнии.Хотя приведенная ниже схема может выглядеть как лабиринт, на самом деле микросхема относительно проста и может быть реконструирована после небольшого изучения. В этой статье объясняется, как транзисторы, резисторы и другие компоненты реализованы в кремнии для формирования микросхемы, представленной ниже.

    Фотография штампа TL431. Оригинальное фото Zeptobars.

    TL431 является «программируемым прецизионным эталоном» [1] и обычно используется в импульсных источниках питания, где он обеспечивает обратную связь, указывающую, является ли выходное напряжение слишком высоким или слишком низким.С помощью специальной схемы называется запрещенной зоной, то TL431 обеспечивает ссылку стабильного напряжения в широком диапазоне температур. Блок-схема TL431 ниже, показывает, что он имеет ссылку на 2,5 вольт и компаратор [1], но, глядя на штампованных показывает, что внутренне она довольно сильно отличается от блок-схемы.

    TL431 имеет долгую историю; он был представлен в 1978 году [2] и с тех пор является ключевой частью многих устройств. Он помогал регулировать блок питания Apple II и теперь используется в большинстве блоков питания ATX [3], а также в зарядное устройство для iPhone и другие зарядные устройства.Адаптер MagSafe и другие адаптеры для ноутбуков используют его, а также миникомпьютеры, Драйверы светодиодов, аудио источники питания, видеоигры и телевизоры. [4]

    На фотографиях ниже показан TL431 внутри шести различных блоков питания. TL431 бывает разных форм и размеров; два наиболее распространенных показаны ниже. [5] Возможно, причина того, что TL431 не привлекает особого внимания, потому что он выглядит как простой транзистор, а не как микросхема.

    Как компоненты реализованы в микросхеме TL431

    Поскольку TL431 представляет собой довольно простую ИС, можно понять, что происходит с кремниевой схемой, внимательно изучив ее.Я покажу, как реализованы транзисторы, резисторы, предохранители и конденсаторы, а затем проведу обратное проектирование всего чипа.

    Реализация различных типов транзисторов в IC

    В микросхеме используются двухпереходные транзисторы NPN и PNP (в отличие от микросхем, подобных 6502, в которых используются полевые МОП-транзисторы). Если вы изучали электронику, вы, вероятно, видели схему NPN-транзистора, подобную приведенной ниже, на которой показаны коллектор (C), база (B) и эмиттер (E) транзистора. Транзистор изображен как сэндвич из кремния P между двумя симметричными слоями кремния N; слои N-P-N составляют транзистор NPN.Оказывается, на микросхеме транзисторы не выглядят так. База даже не посередине!

    Символ и структура транзистора NPN.

    На фото ниже показан один из транзисторов TL431 в том виде, в каком он изображен на микросхеме. Разные розовый и фиолетовый цвета - это области кремния, которые были легированы по-разному, образуя N- и P-области. Беловато-желтые области - это металлический слой микросхемы поверх кремния - они образуют провода, соединяющие коллектор, эмиттер и базу.

    Под фотографией находится рисунок в разрезе, приблизительно показывающий, как устроен транзистор. [6] В книгах есть гораздо больше, чем просто бутерброд N-P-N, но если вы внимательно посмотрите на вертикальное поперечное сечение под буквой E, вы можете найти N-P-N, образующий транзистор. Провод эмиттера (E) подключен к кремнию N +. Ниже находится слой P, подключенный к базовому контакту (B). А ниже находится слой N +, подключенный (косвенно) к коллектору (C). [7] Транзистор окружен кольцом P +, которое изолирует его от соседних компонентов.Поскольку большая часть транзисторов в TL431 представляет собой NPN-транзисторы с такой структурой, легко выбрать транзисторы и найти коллектор, базу и эмиттер, если вы знаете, что искать.

    Транзистор NPN из кристалла TL431 и его кремниевая структура.

    Выходной транзистор NPN в TL431 намного больше, чем у других транзисторов, поскольку он должен выдерживать полную токовую нагрузку устройства. Хотя большинство транзисторов работают от микроампер, этот транзистор поддерживает ток до 100 мА.Для поддержки этого тока он большой (занимает более 6% всей матрицы) и имеет широкие металлические соединения с эмиттером и коллектором.

    Компоновка выходного транзистора сильно отличается от других NPN-транзисторов. Этот транзистор построен сбоку, с базой между эмиттером и коллектором. Металл слева подключается к 10 эмиттерам (голубоватый кремний N), каждый из которых окружен розоватым кремнием P для основания (средний провод). Коллектор (справа) имеет один большой контакт.Эмиттерный и базовый провода образуют вложенные «пальцы». Обратите внимание, как металл коллектора становится шире сверху вниз, чтобы поддерживать более высокий ток в нижней части транзистора. На изображении ниже показана деталь транзистора, а на фотографии кристалла - весь транзистор.

    Крупный план сильноточного выходного транзистора в микросхеме TL431.

    Транзисторы PNP имеют совершенно иную компоновку, чем транзисторы NPN. Они состоят из круглого эмиттера (P), окруженного кольцевым основанием (N), которое окружено коллектором (P).Это формирует сэндвич P-N-P по горизонтали (по бокам), в отличие от вертикальной структуры NPN-транзисторов. [8]

    На схеме ниже показан один из транзисторов PNP в TL431, а также его поперечное сечение, показывающее кремниевую структуру. Обратите внимание, что хотя металлический контакт для базы находится на краю транзистора, он электрически подключен через области N и N + к своему активному кольцу между коллектором и эмиттером.

    Структура транзистора PNP в микросхеме TL431.

    Как резисторы реализованы в кремнии

    Резисторы - ключевой компонент аналогового чипа, такого как TL431. Они выполнены в виде длинной полоски легированного кремния. (В этом чипе, похоже, для резисторов используется P-кремний.) Различное сопротивление достигается за счет использования резистивного материала разной длины: сопротивление пропорционально отношению длины к ширине.

    На фото ниже показаны три резистора на кристалле. Три длинные горизонтальные полоски представляют собой резистивный кремний, из которого состоят резисторы.Над резисторами проходят желтовато-белые металлические жилы. Обратите внимание на квадратные контакты, где металлический слой соединен с резистором. Положения этих контактов определяют активную длину резистора и, следовательно, сопротивление. Сопротивление резистора внизу немного больше, потому что контакты немного дальше друг от друга. Два верхних резистора соединены последовательно металлом в верхнем левом углу.

    Резисторы в TL431.

    Резисторы в ИС имеют очень плохие допуски - сопротивление может варьироваться на 20% от микросхемы к микросхеме из-за различий в производственном процессе.Очевидно, это проблема прецизионного чипа, такого как TL431. По этой причине TL431 сконструирован таким образом, что важным параметром является соотношение сопротивлений, особенно R1, R2, R3 и R4. Пока все сопротивления изменяются в одном и том же соотношении, их точные значения не имеют большого значения. Второй способ, которым микросхема снижает влияние вариаций, - это ее расположение. Резисторы расположены параллельными полосами одинаковой ширины, чтобы уменьшить влияние любой асимметрии сопротивления кремния. Резисторы также расположены близко друг к другу, чтобы минимизировать любые различия в свойствах кремния между различными частями микросхемы.Наконец, в следующем разделе показано, как можно отрегулировать сопротивление перед упаковкой чипа, чтобы точно настроить его производительность.

    Предохранители кремниевые для подстроечных резисторов

    Одна особенность TL431, которую я не ожидал, - это предохранители для уменьшения сопротивлений. Во время производства микросхем эти предохранители могут перегорать, чтобы отрегулировать сопротивление и повысить точность микросхемы. Некоторые более дорогие микросхемы имеют резисторы с лазерной подстройкой, при которых лазер сжигает часть резистора до того, как микросхема упакована, обеспечивая больший контроль, чем предохранитель.

    На фото кристалла ниже показана одна из цепей предохранителей. Есть небольшой резистор (на самом деле два параллельных резистора), подключенный параллельно предохранителю. Обычно предохранитель вызывает шунтирование резистора. В процессе изготовления можно измерить характеристики микросхемы. Если требуется большее сопротивление, два щупа контактируют с контактными площадками и подают большой ток. Это приведет к перегоранию предохранителя и добавлению небольшого сопротивления цепи. Таким образом, сопротивление в конечной цепи можно немного отрегулировать для повышения точности микросхемы.

    Подстроечный предохранитель в TL431.

    Конденсаторы

    TL431 содержит два конденсатора внутри, и они реализованы по-разному.

    Первый конденсатор (под текстом TLR431A) представляет собой диод с обратным смещением (красноватые и пурпурные полосы). Переход обратно смещенного диода имеет емкость, которую можно использовать для формирования конденсатора (подробности). Одним из ограничений этого типа конденсатора является изменение емкости в зависимости от напряжения из-за изменения ширины перехода.

    Конденсатор перехода в микросхеме TL431 с встречно-штыревыми PN переходами. Идентификатор штампа написан металлическим сверху.

    Второй конденсатор сформирован совершенно по-другому и больше похож на традиционный конденсатор с двумя пластинами. Здесь особо не на что смотреть: у него есть большая металлическая пластина с кремнием N + под ней, действующим как вторая пластина. Форма неправильная, чтобы соответствовать другим частям схемы. Этот конденсатор занимает около 14% кристалла, демонстрируя, что конденсаторы очень неэффективно используют пространство в интегральных схемах.В таблице данных указано, что емкость этих конденсаторов составляет 20 пФ каждый; Не знаю, настоящая это ценность или нет.

    Конденсатор в микросхеме TL431.

    Реконструкция микросхемы TL431

    Матрица TL431 с маркировкой.

    На схеме выше показаны компоненты на кристалле TL431, помеченные в соответствии со схемой ниже. Из предыдущего обсуждения структура каждого компонента должна быть ясна. Три контакта микросхемы подключены к контактным площадкам «ref», «anode» и «cathode».Чип состоит из одного слоя металла (желтовато-белого цвета), соединяющего компоненты. На схеме показаны сопротивления с точки зрения неизвестного масштабного коэффициента R; 100 & Ом; вероятно, разумное значение для R, но я не знаю точного значения. Один большой сюрприз от взгляда на кристалл заключается в том, что значения компонентов сильно отличаются от значений на ранее опубликованных схемах. Эти значения существенно влияют на зонном опорное напряжение работы. [9]

    Внутренняя схема TL431

    Как работает микросхема

    Внешне TL431 прост в эксплуатации.Если напряжение на входе вывода ref превышает 2,5 В, выходной транзистор проводит ток, вызывая протекание тока между выводами катода и анода. В источнике питания это увеличение потока тока сигнализирует микросхеме управления источником питания (косвенно), заставляя ее уменьшать мощность, которая вернет напряжение к желаемому уровню. Таким образом, источник питания использует TL431 для поддержания стабильного выходного напряжения.

    Я дам краткое описание внутренней работы чипа, а подробное объяснение напишу позже.Наиболее интересной частью чипа является температурной компенсацией зонного опорного напряжения. [10] Ключ к этому можно увидеть, посмотрев на кристалл: у транзистора Q5 площадь эмиттера в 8 раз больше, чем у Q4, поэтому температура на два транзистора влияет по-разному. Выходы этих транзисторов объединены R2, R3 и R4 в правильном соотношении, чтобы нейтрализовать влияние температуры, образуя стабильный эталон. [11] [12]

    Напряжения из температурно-стабилизированной запрещенной зоны поступают в компаратор, который имеет входы Q6 и Q1; Q8 и Q9 управляют компаратором.Наконец, выходной сигнал компаратора проходит через Q10 для управления выходным транзистором Q11.

    Низкотехнологичный способ снятия крышки с TL431

    Получение фотографии кристалла ИС обычно включает растворение кристалла в опасных кислотах, а затем фотографирование кристалла с помощью дорогостоящего металлургического микроскопа. (Zeptobars описывает здесь свой процесс). Мне было интересно, что бы я получил, если бы просто расколол TL431 плоскогубцами Vise-Grip и посмотрел бы с помощью дешевого микроскопа. Я сломал матрицу пополам, но все же получил некоторые интересные результаты.На рисунке ниже показан большой медный анод внутри корпуса, который действует как теплоотвод. Рядом с ним находится (большая часть) кристалл, который обычно устанавливается на медный анод, где находится белый кружок. Обратите внимание, насколько меньше размер кристалла, чем упаковка.

    Корпус TL431, внутренний анод и большая часть кристалла.

    Используя базовый микроскоп, Получил фото ниже. Хотя качество изображения не такое, как у Zeptobars, оно показывает структуру чипа лучше, чем я ожидал.Этот эксперимент показывает, что вы можете выполнять базовый уровень снятия колпачков и фотографирования кристаллов, не прибегая к опасным кислотам. На этой фотографии я вижу, что дешевые TL431, которые я заказал на eBay, идентичны тому, что сняли Zeptobars. Поскольку чип Zeptobars не соответствовал опубликованным схемам, я подумал, не получили ли они странный вариант чипа, но, видимо, нет.

    Кусок матрицы TL431, сфотографированный через микроскоп.

    Заключение

    Неужели TL431 действительно самая популярная микросхема, о которой люди не слышали? Невозможно узнать наверняка, но я думаю, что это хороший кандидат.Похоже, что никто не публикует данные о том, какие ИС производятся в наибольших количествах. Некоторые источники говорят, что таймер 555 - самый популярный чип, который производится в миллиард в год (что мне кажется невероятно высоким). TL431 должен занимать первое место в списке популярности - у вас, вероятно, есть TL431 прямо сейчас под рукой (в зарядном устройстве телефона, адаптере питания ноутбука, блоке питания ПК или мониторе). Разница в том, что такие микросхемы, как 555 и 741, настолько известны, что являются почти частью поп-культуры. книги, футболки и даже кружки.Но если вы не работали с источниками питания, скорее всего, вы никогда не слышали о TL431. Таким образом, TL431 получает мой голос за наиболее распространенную микросхему, о которой люди не знают. Если у вас есть другие предложения по микросхемам, которые не привлекают того внимания, которого они заслуживают, оставьте комментарий.

    Благодарности

    Фотографии кристаллов сделаны Zeptobars (кроме фотографии, которую я сделал). Схема и анализ в значительной степени основаны на Работа Кристофа Бассо. [12] В ходе анализа было проведено обсуждение с Михаилом из Zeptobars и группой Visual 6502, в частности Б.Англ.

    Примечания и ссылки

    [1] Поскольку TL431 выполняет необычную функцию, для ее функции нет стандартного названия. В различных таблицах данных он описывается как «регулируемый шунтирующий регулятор», «программируемый прецизионный эталон», «Ссылка программируемый шунт напряжение», и «программируемый стабилитрон».

    [2] Я откопал немного истории о происхождении TL431 от Texas Instruments. Справочник по регулятору напряжения (1977 г.). Чип-предшественник, TL430, был представлен как регулируемый шунтирующий регулятор в 1976 году. TL431 был создан как усовершенствование TL430 с большей точностью и стабильностью и назывался регулируемым шунтирующим регулятором precision .TL431 был объявлен как продукт будущего в 1977 году и выпущен в 1978 году. Другой будущий продукт, который TI объявил в 1977 году был TL432, который должен был быть «Таймер / регулятор / Компаратор кирпичиков», содержащий опорное напряжение, компаратор и бустер транзистор в одном пакете. предварительный технический паспорт. Но когда вышел TL432, от плана «строительного блока» отказались. TL432 оказался просто TL431 с другим порядком контактов, чтобы облегчить компоновку печатной платы. техническая спецификация.

    [3] Современные блоки питания ATX (например, пример) часто содержат три TL431.Один обеспечивает обратную связь для резервного источника питания, другой обеспечивает обратную связь для основного источника питания, а третий используется в качестве линейного регулятора для выхода 3,3 В.

    [4] Интересно посмотреть на импульсные блоки питания, которые не используют TL431. Ранее импульсные источники питания обычно используется диод Зенера в качестве опорного напряжения. Наиболее ранние источники питания Apple II используется диод Зенера в качестве опорного напряжения (Astec AA11040), но это вскоре был заменен TL431 в пересмотре Astec AA11040-B.Модель B Commodore CBM-II использовала TL430 вместо TL431, что является необычным выбором. В миникомпьютерах HP-1000 использовались как TL430 (p69), так и TL431 (p73). В оригинальном блоке питания IBM PC для справки использовался стабилитрон (вместе со многими операционными усилителями). Позже PC блоки питания часто используется контроллер TL494 ШИМ, который содержал свой собственный источник опорного напряжения и управляется на вторичной стороне. В других источниках питания ATX использовался SG6105, который включал в себя два TL431 внутри.

    Зарядные устройства для телефонов обычно используют TL431.Недорогие подделки - исключение; вместо этого они часто используют стабилитрон, чтобы сэкономить несколько центов. Другим исключением являются зарядные устройства, такие как зарядное устройство для iPad, в которых используется регулировка на первичной стороне и вообще не используется обратная связь по напряжению с выхода. См. Мою статью об истории блоков питания для получения дополнительной информации.

    [5] TL431 доступен в большем количестве пакетов, чем я ожидал. На двух фотографиях показан TL431 в транзисторном корпусе с тремя выводами (TO-92). На остальных фотографиях показан корпус SOT23-3 для поверхностного монтажа.TL431 также выпускается в корпусах для поверхностного монтажа с 4, 5, 6 или 8 выводами (SOT-89, SOT23-5, SOT323-6, SO-8 или MSOP-8), а также более крупный корпус, такой как силовой транзистор (TO-252) или 8-контактный корпус IC (DIP-8). (картинки).

    [6] Для получения дополнительной информации о том, как биполярные транзисторы реализованы в кремнии, существует множество источников. Полупроводниковая технология дает хороший обзор конструкции NPN-транзистора. «Базовая обработка интегральных схем» - это презентация, в которой очень подробно описывается изготовление транзисторов.Схема Википедии также полезна.

    [7] Вы могли спросить, почему существует различие между коллектором и эмиттером транзистора, когда простая картина транзистора полностью симметрична. Оба подключаются к слою N, так почему это важно? Как видно на фотографии кристалла, в реальном транзисторе коллектор и эмиттер сильно отличаются. Помимо очень большой разницы в размерах, также отличается легирование кремнием. В результате транзистор будет иметь плохое усиление, если поменять местами коллектор и эмиттер.

    [8] Транзисторы PNP в TL431 имеют круговую структуру, которая сильно отличается от транзисторов NPN. Круговая структура, используемая для транзисторов PNP в TL431, проиллюстрирована в книге «Разработка аналоговых микросхем» Ганса Камензинда, который был разработчиком таймера 555. Если вы хотите узнать больше о работе аналоговых микросхем, я настоятельно рекомендую книгу Камензинда, в которой аналоговые схемы подробно объясняются с минимумом математики. Загрузите бесплатный PDF или получите печатная версия.

    Структура транзистора PNP также объясняется в Принципах полупроводниковых устройств. Анализ и проектирование аналоговых интегральных схем предоставляет подробные модели биполярных транзисторов и способы их изготовления в ИС.

    [9] Транзисторы и резисторы в кристалле, который я исследовал, имеют очень разные значения от значений, опубликованных другими. Эти значения существенно влияют на работу зонного опорного напряжения. Конкретно, предыдущие схемы показывают R2 и R3 в соотношении 1: 3, а Q5 имеет в 2 раза большую площадь эмиттера, чем Q4.На фото кристалла R2 и R3 равны, а площадь эмиттера Q5 в 8 раз больше, чем у Q4. Эти отношения приводят к другому ΔVbe. Чтобы компенсировать это, R1 и R4 различаются между предыдущими схемами и фотографией кристалла. Я объясню это подробно в более поздней статье, но суммирую Vref = 2 * Vbe + (2 * R1 + R2) / R4 * ΔVbe, что составляет примерно 2,5 вольта. Обратите внимание, что соотношение сопротивлений имеет значение, а не значения; это помогает противодействовать плохим допускам резисторов в микросхеме.

    В кристалле Q8 сформирован из двух параллельно включенных транзисторов.Я ожидал, что Q8 и Q9 будут идентичны, чтобы сформировать сбалансированный компаратор, поэтому я не понимаю мотивацию, стоящую за этим. Моя ведущая теория это регулирует опорное напряжение слегка вверх хитовой 2.5V. Б. Энгл предполагает, что это может помочь устройству лучше работать при низком напряжении.

    [10] Я не буду вдаваться в подробности ссылки на запрещенную зону, упомяну только, что это звучит как какое-то сумасшедшее квантовое устройство, но на самом деле это всего лишь пара транзисторов. Для получения дополнительной информации о том, как работает эталон запрещенной зоны, см. Как сделать эталон напряжения запрещенной зоны в одном легком уроке Пола Брокоу, изобретателя Ссылка на запрещенную зону.Презентация по ссылке на запрещенную зону находится здесь.

    [11] В некотором смысле, схема запрещенной зоны в TL431 работает «назад» на регулярной зонного опорного напряжения. Нормальная запрещенная схема обеспечивает необходимые эмиттерные напряжения для получения желаемого напряжения на выходе. Схема В TL431 принимает опорное напряжение в качестве входных данных, а эмиттер используется в качестве выходов на компаратор. Другими словами, в отличие от блок-схемы, есть не стабильное опорное напряжение внутри TL431, который по сравнению с входом реф.Вместо этого вход ref генерирует два сигнала для компаратора, которые совпадают, когда на входе 2,5 вольта.

    [12] О TL431 написано много статей, но они, как правило, очень технические, предполагая наличие знаний в теории управления, графиках Боде и т. Д. TL431 в контурах импульсных источников питания - это классический образец TL431 Кристофа Бассо и Петра Каданка. Это объясняет TL431 от внутренних компонентов через компенсацию контура до фактического источника питания. Он включает подробную схему и описание внутренней работы TL431.Другие статьи по теме доступны на сайте powerelectronics.com. Проектирование с использованием TL431, Ray Ridley, Switching Power Magazine - это подробное объяснение того, как использовать TL431 для обратной связи по источнику питания, а также детали компенсации петли. TL431 в разделе «Управление импульсными источниками питания» - это подробная презентация ON Semiconductor. Техническое описание TL431 включает схему внутреннего устройства микросхемы. Как ни странно, сопротивления на этой схеме сильно отличаются от того, что можно увидеть на кристалле.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *