Tl431 даташит – Описание регулируемого стабилитрона TL431. Схемы включения, цоколевка, аналоги, datasheet

1 Схематическое представление

Рис. 4 Расположение выводов для корпуса SOT323-6 (вид сверху)

 

Рис. 5 Блок-схема TL431 и TL432

 

 

2 Абсолютные максимальные значения и условия эксплуатации

 

Абсолютные максимальные значения

Обозначение	Параметр	Значение	Ед. изм.
VKA	Напряжение между катодом и анодом	37	В
Ik	Диапазон катодного тока	от -100 до +150	мА
Rthja	Тепловое сопротивление между кристаллом и окружающей средой
	TO-92	200	°C/Вт
	SO-8	85	°C/Вт
	SOT23-3L	248	°C/Вт
	SOT23-5L	157	°C/Вт
	SOT323-6L	221	°C/Вт
Rthjс	Тепловое сопротивление между кристаллом и корпусом
	SO-8	30	°C/Вт
	SOT23-3L	136	°C/Вт
	SOT23-5L	67	°C/Вт
	SOT323-6L	110	°C/Вт
Tstg	Температура хранения	от -65 до +150	°C
TJ	Температура p-n перехода	150	°C
ESD	TL431IY, TL431AIY-T: HBM (модель человеческого тела)	3000	В
	TL431-TL432: HBM (модель человеческого тела)	2000
	MM: модель машины	200
	CDM: Модель заряженного устройства	1500

1. Короткое замыкание может привести к перегреву. Все значения являются типовыми.
2. Модель человеческого тела представляет собой конденсатор 100 пФ, заряженный до указанного напряжения, который разряжается между двумя выводами устройства, через резистор 1,5 кОм. Это проделывается для всех комбинаций пар связанных выводов.
3. Модель машины: конденсатор 200 пФ , заряженный до указанного напряжения, который разряжается между двумя выводами устройства без внешнего резистора (внутреннее сопротивление < 5 Ом). Это проделывается для всех комбинаций пар связанных выводов.
4. Модель заряженного устройства: все выводы и корпус заряжаются вместе до указанного значения напряжения, а затем разряжаются непосредственно на землю только через один вывод.

 

Рабочие значения

Обозначение	Параметр	Значение	Ед. изм.
VKA	Напряжение между катодом и анодом	от Vref  до 36	В
Ik	Катодный ток	от 1 до 100	мА
Toper	Диапазон рабочих температур на открытом воздухе
	TL431C/AC	от 0 до +70	°C
	TL431I/AI — TL432I/AI	от -40 до +105
	TL431IY/AIY	от -40 до +125

3 Электрические характеристики

 

TL431C (T_amb = 25° C, если не указано иное) 

Обозначение	Параметр	TL431C			TL431AC			Ед. изм.
		Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Тип.	Макс.
Vref	Входное опорное напряжение							В
	VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tamb = 25° C	2.44	2.495	2.55	2.47	2.495	2.52
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax	2.423		2.567	2.453		2.537
ΔVref	Отклонение входного опорного напряжения в зависимости от температуры							мВ
	VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax		3	17		3	15
Vref/Vka	Отношение изменения входного опорного напряжения к изменению напряжения между анодом и катодом (1)
	Ik = 10 мА , ΔVKA = от 10 В до Vref	-2.7	-1.4		-2.7	-1.4		мВ/В
	ΔVKA = от 36 В до 10 В	-2	-1		-2	-1
Iref	Входной опорный ток  Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞							мкА
	Tamb = 25° C		1.8	4		1.8	4
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax			5.2			5.2
ΔIref	Отклонение входного опорного тока в зависимости от температуры							мкА
	Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax		0.4	1.2		0.4	1.2
Imin	Минимальный катодный ток для управления VKA = Vref		0.5	1		0.5	0.6	мА
Ioff	Катодный ток в закрытом состоянии		2.6	1000		2.6	1000	нА
|ZKA|	Полное динамическое сопротивление (2) V KA = Vref, ΔIk = от 1 до 100 мА f ≤ 1 кГц		0.22	0.5		0.22	0.5	Ом

1. См. пункт 3.1
2. Полное динамическое сопротивление рассчитывается по формуле: |ZKA| =ΔV_KA/ΔIk

 

TL431I/TL432I (T_amb = 25° C, если не указано иное) 

Обозначение	Параметр	TL431I/TL432I			TL431AI/TL432AI			Ед. изм.
		Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Тип.	Макс.
Vref	Входное опорное напряжение							В
	VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tamb = 25° C	2.44	2.495	2.55	2.47	2.495	2.52
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax	2.41		2.58	2.44		2.55
ΔVref	Отклонение входного опорного напряжения в зависимости от температуры (1)							мВ
	VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax		7	30		7	30
Vref/Vka	Отношение изменения входного опорного напряжения к изменению напряжения между анодом и катодом
	Ik = 10 мА , ΔVKA = от 10 В до Vref	-2.7	-1.4		-2.7	-1.4		мВ/В
	ΔVKA = от 36 В до 10 В	-2	-1		-2	-1
Iref	Входной опорный ток  Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞							мкА
	Tamb = 25° C		1.8	4		1.8	4
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax			6.5			6.5
ΔIref	Отклонение входного опорного тока в зависимости от температуры							мкА
	Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax		0.8	2.5		0.8	1.2
Imin	Минимальный катодный ток для управления VKA = Vref		0.5	1		0.5	0.7	мА
Ioff	Катодный ток в закрытом состоянии		2.6	1000		2.6	1000	нА
|ZKA|	Полное динамическое сопротивление (2) VKA = Vref, ΔIk = от 1 до 100 мА f ≤ 1 кГц		0.22	0.5		0.22	0.5	Ом

1. См. пункт 3.1
2. Полное динамическое сопротивление рассчитывается по формуле: |ZKA| =ΔV_KA/ΔIk

 

TL431IY (T_amb = 25° C, если не указано иное) 

Обозначение	Параметр	TL431IY			TL431AIY			Ед. изм.
		Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Тип.	Макс.
Vref	Входное опорное напряжение							В
	VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tamb = 25° C	2.44	2.495	2.55	2.47	2.495	2.52
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax	2.41		2.58	2.44		2.55
ΔVref	Отклонение входного опорного напряжения в зависимости от температуры (1)							мВ
	VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax		7	30		7	30
Vref/Vka	Отношение изменения входного опорного напряжения к изменению напряжения между анодом и катодом
	Ik = 10 мА , ΔVKA = от 10 В до Vref	-2.7	-1.4		-2.7	-1.4		мВ/В
	ΔVKA = от 36 В до 10 В	-2	-1		-2	-1
Iref	Входной опорный ток  Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞							мкА
	Tamb = 25° C		1.8	4		1.8	4
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax			6.5			6.5
ΔIref	Отклонение входного опорного тока в зависимости от температуры							мкА
	Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax		0.8	2.5		0.8	1.2
Imin	Минимальный катодный ток для управления VKA = Vref		0.5	1		0.5	0.6	мА
Ioff	Катодный ток в закрытом состоянии		2.6	1000		2.6	1000	нА
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax			3000			3000
|ZKA|	Полное динамическое сопротивление (2) VKA = Vref, ΔIk = от 1 до 100 мА f ≤ 1 кГц		0.22	0.5		0.22	0.5	Ом

1. См. пункт 3.1
2. Полное динамическое сопротивление рассчитывается по формуле: |ZKA| =ΔV_KA/ΔIk

 

3.1 Отклонение входного опорного напряжения в диапазоне температур

 

ΔV_ref определяется как разница между максимальным и минимальным значениями, полученными на всем диапазоне температур.

Рис. 6 Отклонение входного опорного напряжения на всем диапазоне температур

 

Рис. 7 Тестовая цепь для VKA = Vref

 

Рис. 8 Тестовая цепь для режима управления

 

Рис. 9 Тестовая цепь для Ioff

 

Рис. 10 Цепь для проверки запаса по фазе и усиления по напряжению

 

Рис. 11 Цепь для проверки времени срабатывания

Рис. 12 Зависимость опорного напряжения от температуры	Рис. 13 Зависимость опорного напряжения от катодного тока
Рис. 14 Зависимость опорного напряжения от катодного тока в приближенном масштабе	Рис. 15 Опорный ток от температуры
Рис. 16 Катодный ток в закрытом состоянии от температуры	Рис. 17 Зависимость отношения изменения Vref к VKA от температуры
Рис. 18 Статическое полное сопротивление от температуры	Рис. 19 Минимальный рабочий ток от температуры
Рис. 20 Усиление и фаза от температуры	Рис. 21 Стабильность при разных емкостях нагрузки
Рис. 22 Максимальная рассеиваемая мощность	Рис. 23 Импульсная характеристика для Ik = 1 мА

4 Применение

 

Рис. 24 Схема включения для компаратора с опорным напряжением

 

Параметры	Значения
Диапазон входного напряжения	от 0 В до 5 В
Входное сопротивление	10 кОм
Напряжение питания	24 В
Катодный  (Ik)	5 mA
Уровень выходного напряжения	~2 В – VSUP
Логический вход VIH/VIL	VL

Рис. 25 Схема включения для параллельного стабилизатора

Параметры	Значения
Отклонение опорного напряжения	1.0 %
Напряжение питания	24 В
Катодный ток (Ik)	5 мА
Уровень выходного напряжения	2.5 В — 36 В
Нагрузочная емкость	100 нФ
Резисторы обратной связи (R1 & R2)	10 kΩ

 

Рис. 26 Схема мощного стабилизатора напряжения

1. Сопротивление R должно обеспечивать ток  ≥1 mA для TL431 при минимуме V_(BATT).

 

Рис. 27 Схема управления трехвыводного стабилизатора с фиксированным выходом

 

Рис. 28 Схема мощного параллельного стабилизатора

 

Рис. 29 Схема с зашитой от перенапряжений

 

Рис. 30 Высокоточный стабилизатор 5 В, 1.5 А на LM317

 

Рис. 31 Эффективный, высокоточный стабилизатор на 5 В

1. Резистор R_b должен обеспечивать катодный ток для TL431 ≥1 мА.

Рис 32 ШИМ конвертер с опорным напряжением на TL431

 

Рис. 33 Схема устройства контроля напряжения

1. R3 и R4 следует подобрать такими, чтобы обеспечить желаемую яркость свечения светодиодов и катодный ток  ≥1 мА при напряжении V_I(BATT)

 

Рис. 34 Реле времени

 

Рис. 35 Высокоточный ограничитель тока

 

Рис. 36 Прецизионный источник постоянного тока

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

rudatasheet.ru

TL431 – регулируемый стабилитрон. Описание, распиновка, схема включения, datasheet

В этой статье мы узнаем, как работает интегральный стабилизатор напряжения TL431, в регулируемых блоках питания.

Технически TL431 называется программируемым шунтирующим регулятором, простыми словами это может быть определено как регулируемый стабилитрон. Давайте рассмотрим его спецификацию и указания по применению.

Стабилитрон TL431 имеет следующие основные функции:

• Выходное напряжение устанавливается или программируется до 36 вольт
• Низкое выходное сопротивление около 0,2 Ома
• Пропускная способность до 100 мА
• В отличие от обычных диодов Зенера, генерация шума в TL431 незначительна.
• Быстрое переключение.

Общее описание TL431

TL431 — регулируемый или программируемый регулятор напряжения.
Необходимое выходное напряжение может быть установлено с помощью всего двух внешних резисторов (делитель напряжения), подключенных к выводу REF.

На приведенной ниже схеме показана внутренняя структурная схема устройства, а также PIN-код обозначения.

Распиновка TL431

 

Схема включения стабилитрона TL431

Теперь давайте посмотрим, как этот прибор может быть использован в практических схемах. Схема ниже показывает, как можно использовать TL431 в роли обычного регулятора напряжения:

Приведенный выше рисунок показывает, как с помощью всего пары резисторов и TL431 получить регулятор, работающий в диапазоне 2,5…36 вольт. R1 представляет собой переменный резистор, который используется для регулировки выходного напряжения.

Следующая формула справедлива для вычисления сопротивлений резисторов, в случае если мы хотим получить какое-то фиксированное напряжение.

Vo = (1 + R1/R2)Vref

Скачать калькулятор для расчета TL431 (скачено: 2 434)

При совместном применении стабилизаторов серии 78xx (7805,7808,7812..) и TL431 можно использовать следующую схему:

TL431 катод соединен с общим выводом 78xx. Выход 78xx подключен к одной из точки резисторного делителя напряжения, который определяет выходное напряжение.

Вышеуказанные схемы использования TL431 ограничены выходным током 100 мА максимум.

Для получения более высокого выходного тока может быть использована следующая схема.

В приведенной выше схеме большинство компонентов схожи с обычным регулятором, приведенным выше, за исключением того, что здесь катод подключен к плюсу через резистор и к их точке соединения подсоединена база буферного транзистора. Выходной ток регулятора будет зависеть от мощности данного транзистора.

Области применения TL431

Выше изложенные варианты применения TL431 могут быть использована в любом месте, где требуется точность настройки выходного напряжения или опорного напряжении. В настоящее время это широко используется в импульсных источниках питания для генерации точного опорного напряжения.

Datasheet TL431 – скачать (скачено: 885)

homemade-circuits.com

fornk.ru

Схема включения и параметры TL431

Устройство TL431 является стабилизатором напряжения и программируемым источником опорного напряжения. Оно является наиболее популярным в сфере использования импульсных источников питания. В статье объясняется, что это такое, имеется описание того, где и как используются TL431 и TL431A, рассказывается, какие существуют особенности конструкции. Также указаны технические характеристики и прилагаются схемы подключения и применения устройства.

Что это такое

Параллельный стабилизатор TL431 работает так же, как стандартный стабилизатор. Различие уровня напряжения выхода и входа компенсируется благодаря мощному транзистору биполярного типа. Стабилизация будет лучше при условии того, что обратная связь поступает с выхода самого стабилизатора.

Резистор R1 должен быть рассчитан на минимальный ток, который равен 5 мА. Резисторы R2 и R3 рассчитываются аналогично, как для стабилизатора параметрического типа. Через каждый резистор протекает ток, у которого сила обратно пропорциональна значению сопротивления резистора. Существует два типа соединений резисторов: параллельное и последовательное соединение в форме цепи.

Где и как используется

Такие устройства, как правило, используются для компенсации колебаний напряжения в сети. Например, когда включена большая машина, потребность в энергии внезапно становится намного выше. Стабилизатор напряжения компенсирует изменение нагрузки. Стабилизаторы напряжения обычно работают в диапазоне напряжений, например, 150-240 В или 90-280 В.

Стабилизаторы напряжения используются в таких устройствах, как блоки питания компьютеров, где они стабилизируют напряжения постоянного тока. В автомобильных генераторах и центральных электростанциях-генераторах стабилизаторы напряжения контролируют мощность установки.

Выпускать устройство TL431 начали в 1977 году. Оно применяется в качестве источника опорного напряжения в схемах различных блоков питания ТВ, DVD, тюнеров и других разновидностей видео- и аудиотехники.

Также устройство необходимо для реализации обратной связи: выходное напряжение очень большое или же очень маленькое. Эксплуатируя участок цепи, который называется бандгап (источник опорного напряжения; его величина определяется шириной запрещённой зоны), TL431 является стабильным источником опорного напряжения в широких температурных диапазонах.

Особенности конструкции

У TL431 есть альтернативная версия TL43LI, у которой более лучшая стабильность, а также более низкий температурный дрейф (VI (dev)). Также у улучшенной версии более низкий опорный ток, которой необходим для повышения уровня точности всей системы.

Устройство TL431 является трёхконтактным и регулируется шунтирующим регулятором с термической стабильностью. Напряжение на выходе может устанавливаться между значением источника опорного напряжения (Vref) 2.5 и 36 В с двумя внешними резисторами. У устройства на выходе стандартный электрический импенданс – 0,2 Ом. Схема активного выхода обеспечивает очень точный способ включения. Эта возможность делает аппарат превосходной заменой диодов Зенера (стабилитронов) во многих областях применения, таких как встроенное регулирование и переключение источников питания.

Другая версия устройства – TL432 – имеет те же функциональные и технические характеристики, что и верися TL431, но имеет различные выводы для цоколевки DBV, DBZ и PK. Обе версии TL431 и TL432 представлены в трех классах с изначальными температурными пределами (при 25 градусах) 0.5%, 1% и 2% для B, A и стандартного класса соответственно. Более того, низкий дрейф на выходе в зависимости от температуры обеспечивает хорошую стабильность во всем диапазоне рабочих температур.

Цоколевка TL431 имеет следующий вид: 

Распиновка TL431 выглядит так:

Технические характеристики TL431 и TL431A

У TL431A и TL431 такие параметры:

• Мощность составляет 0.2 Вт.
• Электрический ток на выходе достигает 100 мА.
• Напряжение на выходе варьируется от 2,5 до 36 В.
• Рабочая температура TL431 в диапазоне от 0 до +70 градусов.
• Рабочая температура TL431A варьируется от -40 до +85 градусов.

Также важны другие параметры.

Выходное напряжение

Оно может поддерживаться постоянным только в указанных пределах.

Регулировка нагрузки

Эта характеристика является изменением выходного напряжения для данного текущего тока нагрузки

Линейное регулирование или регулирование на входе

Это степень, в которой выходное напряжение претерпевает изменения с изменением входного (питающего) напряжения. Это аналогично отношению изменения выходного сигнала к входному или изменению выходного напряжения за весь промежуток времени.

Температурный коэффициент выходного напряжения

Это показатель изменения температуры (усредненное по заданному температурному диапазону).

Изначальная точность регулятора напряжения (или точность напряжения)

Оно отображает ошибку в выходном напряжении для заданного регулятора без учета температурного фактора на точность вывода.

Падение напряжения

Показатель – минимальная разница между входным и выходным напряжением. Для этой разницы регулятор все еще может подавать указанный ток. Дифференциальный ток ввода-вывода, при котором регулятор напряжения не будет выполнять свою функцию, – падение напряжения. Дальнейшее снижение входного напряжения может привести к понижению выходного напряжения. Данное значение зависит от тока нагрузки и температуры перехода.

Пусковой ток или импульсный входной ток

Также называется импульсный выброс при включении. Данный параметр отображает максимальный мгновенный входной ток, который потребляется устройством во время первого включения. Период длительности пускового тока – полсекунды (или несколько миллисекунд), тем не менее он почти всегда высок. Учитывая это, он является опасным, так как может постепенно сжигать детали (в течение нескольких месяцев), особенно если нет соответствующей защиты от такого типа тока.

Ток покоя в цепи регулятора

Этот электрический ток потребляется внутри цепи. Он недоступен для нагрузки и измеряется как входной ток без подключения нагрузки.

Переходная реакция

Эта реакция происходит, когда случается внезапное изменение электротока нагрузки или же входного напряжения.

Расчёт напряжения TL431 

Схемы применения TL431

Для того, чтобы правильно подключить, важно соблюдать технику безопасности и следовать последовательности, как, например, при применении схемы подключении двухклавишного выключателя или при применении схемы подключения узо.

Работа микросхемы

Извне принцип работы аппарата выделяется довольно несложно. Если подать на контакт ref напряжение, которое превышает 2 В, тогда выходной транзистор проведёт электрически ток между анодом и катодом. Ток, который идёт к микросхеме, в блоке питания в таком случае увеличивается. Это вызывает уменьшение мощности блока питания. Затем происходит уменьшение напряжения до допустимого уровня. Следовательно, для блока питания применяют TL431 с целью того, чтобы поддерживалось стабильное выходное напряжение.

Одна из самых важных частей микросхемы – источник опорного напряжения. Он эквивалентен ширине запрещённой зоны. Основные составляющие есть на фото кристалла – пространство эммитера транзистора Q5 в восемь раз превышает Q4. Так, два транзистора имеют разные реакции на температуру. Объединение выходных сигналов с транзисторов происходит посредство объединения через резисторы R4, R3 и R2 в необходимой пропорции с целью компенсации эффектов температуры. Итого, формируется стабильный опорный сигнал.

В компаратор по температуре из стабилизированной запрещённой зоны посылается напряжение. Входом компаратора служат Q9 и Q8, Q1 и Q6. Выход же компатора идёт через Q10, чтобы управлять резистором Q11 (выходной).

Схема включения TL431

Схема включения и контроля напряжения TL431A

Нередко терморезистор выполняет функцию датчика температуры, уменьшая степень своего сопротивления в случае возрастания температуры. Это происходит по причине отрицательного температурного коэффициента сопротивления (ТКС). Те резисторы, у которых сопротивление увеличивается вместе с увеличением температуры (с положительным значением ТКС), имеют название позисторы. В этом терморегуляторе в случае превышения температуры заданного лимита, заработает реле или любое другое устройство с подобными функциями. Оно сразу же отключит нагрузку или включит систему охлаждения в зависимости от ситуации.

Данная схема имеет малый гистерезис, и чтобы его увеличить, нужно ввести ООС (отрицательная обратная связь) между выводами 1-3. К примеру, подстроченный резистор с сопротивлением 1.0-0.5 мОм. Надо подобрать экспериментальным путём подобрать в зависимости от требуемого гистерезиса. Если требуется, чтобы устройство срабатывало во время температурного снижения, тогда следует поменять местами регуляторы и датчик. Иначе говоря, включить в верхнее плечо термистор, а в нижнее – переменное сопротивление с самим резистором.

Подключение устройства TL431 требует внимания и является ответственной операцией, при которой важно не пренебрегать правилами безопасности, как например при подключении электроплиты.

stroyvopros.net