Радиосхемы. – Микросхема КР142ЕН19А- регулируемый стабилизатор напряжения
Микросхема КР142ЕН19А- регулируемый стабилизатор напряжения
категория
Схемы начинающим радиолюбителям
материалы в категории
И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Журнал Радио, 2000 год, №6
Отечественная промышленность выпускает интересный полупроводниковый прибор — микросхему КР142ЕН19А. Она представляет собой параллельный стабилизатор напряжения.
Невысокая цена и большие функциональные возможности позволяют широко использовать микросхему в различных блоках питания и узлах аппаратуры как источник опорного напряжения либо регулируемый стабилитрон.
В отличие от обычного стабилитрона, КР142ЕН19А имеет выводы не только анода и катода, но и входа управления (рис. 1,а). Здесь под анодом будем понимать электрод, на который подается плюс стабилизируемого напряжения. Выпускается микросхема в корпусе, напоминающем транзистор (рис. 1,б).
Подавая на управляющий вход напряжение с анода (рис. 2,а) или резнетивного делителя (рис. 2,6), включенного между анодом и катодом, можно изменять напряжение стабилизации от 2,5 до 30 В.
Ток стабилизации может лежать в пределах 1…100 мА, а дифференциальное сопротивление не превышает 0,5 Ом. Наибольшая мощность рассеяния достигает 0,4 Вт, а ток входа управления — 5 мкА. Ток через резистивный делитель желательно выбирать не менее 0,5 мА.
Для постройки маломощного стабилизатора напряжения (параллельного типа) последовательно с микросхемой включают балластный резистор (R1 на рис. 2), а нагрузку подключают к выводам анода и катода, как это делают в случае с обычным стабилитроном. Рассчитывают такой стабилизатор по методике, аналогичной для стабилитрона.
Если нужно плавно изменять выходное напряжение стабилизатора, в него вводят переменный либо подстроечный резистор (рис. 3). Тогда минимальное напряжение нетрудно рассчитать по формуле: формуле: Uмин = 2.5·[1 + R2/(R3 + + R4)] В. а максимальное Uмакс = = 2.5·[1 + (R2 + R3)/R4] В. Сопротивление балластного резистора определяют так: R1 = (Uвхмин – Uвых)/(Icтмин +Iдеп+Iстмакс ). где Iстмин можно принять равным 1 мА.
Если нагрузка должна потреблять больший ток, чем может обеспечить микросхема, в стабилизатор вводят биполярный транзистор (рис. 4) соответствующей мощности. Следует заметить, что резистивный делитель в этом случае включают между выходом стабилизатора и общим проводом. В итоге получится компенсационный стабилизатор напряжения с регулирующим транзистором. Несмотря на простоту, такой стабилизатор зачастую превосходит по параметрам специализированные интегральные стабилизаторы напряжения (микросхемы серий К142, КР142).
На рис. 5 приведена схема стабилизированного блока питания с микросхемой КР142ЕН19А, который предназначен для работы с плейером, маломощным радиоприемником и другой аппаратурой. Его удобно встроить в сетевой адаптер с нестабилизированным и переключаемым выходным напряжением.
Трансформатор, диодный мост и конденсатор фильтра С1 используют от адаптера. Вместо имеющегося переключателя на одно направление придется установить аналогичный по габаритам на два направления. Большинство деталей размещают методом навесного монтажа, транзистор (КТ815А—КТ815Г, КТ817А—КТ817Г) снабжают теплоотводом. Сопротивление каждого из резисторов R3 — R5 рассчитывают по формуле: R= R2/(Uвых/2,5-1).
При испытании этого блока получились весьма хорошие результаты: коэффициент стабилизации составил несколько сотен, а амплитуда пульсаций выходного напряжения при токе нагрузки 200 мА — не более 2…3 мВ.
При налаживании блока более точно выходные напряжения устанавливают подбором резисторов R3 — R5.
Более мощный блок, который использовался для питания стационарной радиостанции Си-Би диапазона с выходной мощностью 10 Вт, был выполнен по схеме, приведенной на рис. 6. Здесь для повышения коэффициента стабилизации вместо резистора применен стабилизатор тока на полевом транзисторе, а для обеспечения выходного тока 3 А и более использован мощный составной биполярный транзистор с коэффициентом передачи тока базы 1000 и более. Выходное напряжение можно регулировать в небольших пределах (11,5…14 В) подстроенным резистором R2.
Трансформатор Т1 должен обеспечивать на обмотке II переменное напряжение около 15 В при максимальном токе нагрузки. На такой же ток подбирают диоды выпрямительного моста и транзистор VT2 (его устанавливают на теплоотвод).
При испытании блока коэффициент стабилизации при токе нагрузки 2 А оказался более 1000, а выходное сопротивление — около 0,005 Ом.
radio-uchebnik.ru
Необычное применение микросхемы КР142ЕН19А – RadioRadar
Разное
Главная Радиолюбителю Разное
Как известно, микросхема КР142ЕН19А — прецизионный аналог стабилитрона с регулируемым напряжением стабилизации, поэтому обычно используется в различных блоках питания. Однако она способна работать и в других радиолюбительских конструкциях, о которых рассказывается в статье.
Возможности использования указанной микросхемы в несколько иных режимах, по сравнению с основным назначением, обусловлены тем, что в ее состав входят такие узлы, как источник образцового напряжения и операционный усилитель с выходным каскадом на транзисторе. Функциональная схема ее приведена на рис. 1 [1], а условное обозначение и цоколевка выводов — соответственно на рис. 2,а и 2,б [2].
Рис.1. Функциональная схема КР142ЕН19А
Рис.2. КР142ЕН19А: а) Условное обозначение, б) Цоколевка выводов
Схема простейшего усилительного каскада, который можно выполнить на указанной микросхеме, приведена на рис. 3, а его передаточная характеристика — на рис. 4. Если нагрузочный резистор R2 выбран сравнительно большого сопротивления (несколько кило-ом), характеристика оказывается пологой из-за того, что узлы микросхемы потребляют ток около 1 мА. В случае же использования резистора сопротивлением менее килоома характеристика станет крутой и более линейной.
Рис.3. Усилительный каскад
Рис.4. Передаточная характеристика усилительного каскада
При работе микросхемы в линейном режиме она может быть использована в стабилизаторе напряжения (ее основное назначение), стабилизаторе тока, различных генераторах и усилителях. В нелинейном режиме она выполняет функцию компаратора с напряжением срабатывания около 2,5 В. Причем такой компаратор обладает стабильным напряжением срабатывания, определяемым источником образцового напряжения.
Несколько слов о самой микросхеме. К сожалению, один из ее недостатков, ограничивающий сферы применения, — небольшая допустимая мощность рассеяния. Так, при напряжении стабилизации 20 В максимальный ток не должен превышать 20 мА. Устранить этот недостаток нетрудно “умощнением” микросхемы с помощью транзистора (рис. 5). Основные характеристики будут определяться микросхемой, а максимальные ток и мощность — транзистором. Для указанного на схеме они составляют соответственно 4 А и 8 Вт. В случае, если на корпусе конструкции минусовое напряжение, транзистор допустимо смонтировать непосредственно на нем.
Рис.5. Умощнение микросхемы с помощью транзистора (VT1)
На рис. 6,а приведена схема маломощного стабилизатора тока. Работает он так. Ток нагрузки протекает через резистор R1. Как только напряжение на резисторе превысит 2,5 В, ток через микросхему и резистор R3 возрастет. Напряжение на нагрузке уменьшится до такого значения, при котором напряжение на входе управления микросхемы установится равным 2,5В.
Рис.6. а) Маломощный стабилизатор тока, б) Стабилизатор с транзисторным ‘усилителем’ тока
Стабилизируемый ток задается резистором R1, сопротивление которого определяют по формуле
R1 = 2,5/Iн,
где 2,5 — падение напряжения на резисторе, В; Iн — ток через нагрузку, А, который не должен превышать 0,1 А. Зная напряжение питания Uпит и указанный максимальный ток нагрузки, подсчитывают сопротивление резистора R3:
R3 = (Uпит – 2,5)/Iн.
Причем напряжение питания следует выбирать таким, чтобы на нагрузке было обеспечено требуемое напряжение, поэтому подобное устройство рекомендуется использовать, например, для зарядки аккумуляторов емкостью до 0,75 А-ч.
Эта формула нужна для определения минимального сопротивления резистора R3 для случая, когда Rн = 0 (например, КЗ). Тогда стабилизация будет, но она не нужна.
Гораздо большие возможности у другого стабилизатора (рис. 6,б) с транзисторным “усилителем” тока. Здесь сопротивление резистора R1 определяют по вышеприведенной формуле, а мощность его — исходя из протекающего максимального тока нагрузки, который может достигать 4 А с указанным на схеме транзистором.
Наличие у микросхемы высокой крутизны и удовлетворительной линейности передаточной характеристики позволяет выполнить на ее основе усилитель ЗЧ, нагрузкой которого может стать динамическая головка сопротивлением не менее 50 Ом (рис. 7,а). Хотя он не отличается высокой экономичностью, но весьма прост в изготовлении и обеспечивает выходную мощность до 150 мВт, достаточную для озвучивания небольшого помещения.
Рис.7. а) Усилитель ЗЧ, б) Предварительный усилитель
В другом усилителе (рис. 7,б), который обладает усилением около 100 раз (40 дБ) и может стать предварительным, в качестве нагрузки использован резистор R4. Коэффициент усиления здесь регулируют подстроенным резистором R1, а подбором резистора R3 в обоих усилителях устанавливают оптимальную рабочую точку, обеспечивающую максимальное неискаженное выходное напряжение.
Большой коэффициент усиления микросхемы КР142ЕН19А позволяет собирать на ней различные генераторы. В качестве примера на рис.8,а приведена схема RC-генератора, частота выходного сигнала которого близка к 1000 Гц, — она задается фазосдвигающей цепочкой C1R3C2R4C4. Цепь обратной связи R1R2C3R5 обеспечивает автоматическую установку режима по постоянному току.
На рис. 8,б показана схема другого генератора ЗЧ и одновременно акустического сигнализатора. Частотозадающим элементом в нем служит пъезоизлучатель BQ1 типа ЗП-1 (подойдет другой аналогичный). Отрицательная обратная связь по напряжению через резистор R1 обеспечивает режим по постоянному току. Генерация возникает на резонансной частоте пъезоизлучателя.
Рис.8. а) RC-генератор, б) Генератор ЗЧ и одновременно акустический сигнализатор
Преобразователь сигнала синусоидальной формы в прямоугольную допустимо выполнить по схеме, приведенной на рис. 9,а. Его чувствительность устанавливают подстроечным резистором R1 от нескольких милливольт до 2,5 В. Питают преобразователь напряжением 4…30 В, при этом амплитуду выходного сигнала можно получить от 1 В почти до половины напряжения питания, а на вход подавать сигнал частотой до 50 кГц.
Рис.9. а) Преобразователь сигнала синусоидальной формы в прямоугольную, б) Мультивибратор на двух микросхемах
На двух микросхемах удастся построить мультивибратор (рис. 9,б), на выходе которого формируется сигнал прямоугольной формы. Частота колебаний определяется емкостью конденсатора С1, номиналами резисторов R3, R4 и может лежать в широких пределах — от долей герц до десятков килогерц.
Конечно, возможности “нестандартного” использования микросхемы КР142ЕН19А не ограничиваются приведенными примерами.
Источники
- Янушенко Е. Микросхема КР142ЕН19.— Радио, 1994, №4, с. 45, 46.
- Нечаев И. Стабилизаторы напряжения с микросхемой КР142ЕН19А. — Радио, 2000, №6, с. 57, 58.
Автор: И.НЕЧАЕВ, г. Курск
Дата публикации: 22.07.2003
Мнения читателей
- geniy / 29.11.2017 – 14:54
По поводу схемы усилителя: hi-fi на нем не получишь, но для озвучки сигналов с контроллера вполне подходит, да и голосовые сообщения озвучивает нормально. А правильную схему рекомендую посмотреть в appnote для tl431. - DimoniyJ / 26.09.2015 – 08:01
Полный бред. Это стабилитрон. В качестве усилителя работать будет ужасно. Перепутана цоколевка - серж / 14.06.2015 – 12:25
ууужжжас – слов нет - goblin / 01.10.2014 – 09:40
я считаю это респект! хочу изготовить унч!!! добавив ещё одну тл-ку и пару комплиментарных полевиков(истоковый повторитель) по 10а и 100в при питалове 30в однополяра получим переменки 30в минус 2.5(мин.насыщения 1й тл-ки как унч)минус (два напряжения отсечки прим 10в и стабилизаторе 2й тл-ки) и умножим на средний коэфф для унч 0.75.. =13.5 вольт! на 4 ома это будет 43 ватта! а 2 устройства (стерео) поместятся в коробок!!! - Юрий / 04.01.2014 – 15:35
Все Вы забыли что это все же стабилитрон - сэр / 27.04.2012 – 17:30
Катод и Анод перепутан на всех схемах и цоколёвка тоже, автору НЕУД. - [email protected] / 18.04.2012 – 06:21
подумать иногда нипомешает придурок -это кто возле дурака - Татьяна / 01.02.2012 – 16:41
У Придурка в голове – хрень полная (на то он и придурок)) - Татьяна / 01.02.2012 – 16:41
У Придурка в голове – хрень полная (на то он и придурок)) - придурок / 04.03.2011 – 16:41
хрень полная - anatoliy563 / 12.01.2011 – 10:01
Очень полезная информация. Спасибо. - ІГОР / 23.10.2010 – 05:57
Искать в литературе нету времени,на компе это проще. СПАСИБО. - Slava / 25.11.2009 – 13:28
На рис. 6,а для TL431 анод с катодом перепутан
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
www.radioradar.net
КР142ЕН19
| Микросхема представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения параллельного типа (интегральный аналог стабилитрона) и предназначена для использования в качестве ИОН и регулируемого стабилитрона. Изготовлена по планарно-эпитаксиальной технологии с изоляцией p-n перехода. Содержит 21 интегральный элемент. | |
| Назначение выводов: 1 — опорное напряжение; 2 — анод; 3 — катод. | Схема регулирования напряжения Схема включения при минимальном |
| Электрические параметры: Опорное напряжение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,44…2,55 В Входной ток по входу опорного напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 5 мкА Нестабильность по напряжению опорного напряжения . . . . . . . . . ≤ 0,12%/В Нестабильность по току опорного напряжения . . . . . . . . . . . . . . . .≤ 20%/А Температурный коэффициент опорного напряжения . . . . . . . . . . . ≤ 0,015%/°C Динамическое сопротивление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≤ 0,5 Ом Предельно допустимые режимы эксплуатации: Напряжение между анодом и катодом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 30 В Ток катода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,2…100 мА Рассеиваемая мощность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≤ 0,5 Вт Температура окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-10…+70 °C Предельная температура среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-60…+85 °C Рекомендации по применению: На схемах включения: R3 – резистор, определяющий ток делителя. Номинал резистора выбирается из условия, что ток делителя не менее 300 мкА, так как при меньшем токе возможно ухудшение точностных характеристик ИС; R2 – резистор, определяющий напряжение стабилизации между анодом и катодом, определяемое из условия: Uка=Uоп(1+R2/R3)+Iвх,опR2 | |
Понравилась статья? Поделись с друзьями!
kiloom.ru
TL431, что это за “зверь” такой? – Начинающим – Теория
Николай Петрушов
Рис. 1 TL431.
TL431 была создана в конце 70-х и по настоящее время широко используется в промышленности и в радиолюбительской деятельности.
В предлагаемой статье я постараюсь ознакомить радиолюбителей с этой микросхемой.
Для начала давайте посмотрим, что у неё внутри и обратимся к документации на микросхему, “даташиту” (кстати, аналогами этой микросхемы являются – КА431, и наши микросхемы КР142ЕН19А, К1156ЕР5х).
А внутри у неё с десяток транзисторов и всего три вывода, так что же это такое?
Рис. 2 Устройство TL431.
Оказывается всё очень просто. Внутри находится обычный операционный усилитель ОУ (треугольник на блок-схеме) с выходным транзистором и источником опорного напряжения.
Только здесь эта схема играет немного другую роль, а именно – роль стабилитрона. Ещё его называют “Управляемый стабилитрон”.
Как он работает?
Смотрим блок-схему TL431 на рисунке 2. Из схемы видно, ОУ имеет (очень стабильный) встроенный источник опорного напряжения 2,5 вольт (маленький квадратик) подключенный к инверсному входу, один прямой вход (R), транзистор на выходе ОУ, коллектор (К) и эмиттер (А), которого объединены с выводами питания усилителя и защитный диод от переполюсовки. Максимальный ток нагрузки этого транзистора до 100 мА, максимальное напряжение до 36 вольт.
Рис. 3 Цоколёвка TL431.
Теперь на примере простой схемы, изображенной на рисунке 4, разберём, как это всё работает.
Мы уже знаем, что внутри микросхемы имеется встроенный источник опорного напряжения – 2,5 вольт. У первых выпусков микросхем, которые назывались TL430 – напряжение встроенного источника было 3 вольта, у более поздних выпусков, доходит до 1,5 вольта.
Значит для того, чтобы открылся выходной транзистор, необходимо на вход (R) операционного усилителя, подать напряжение – чуть превышающее опорное 2,5 вольт, (приставку “чуть” можно опустить, так как разница составляет несколько милливольт и в дальнейшем будем считать, что на вход нужно подать напряжение равное опорному), тогда на выходе операционного усилителя появится напряжение и выходной транзистор откроется.
Рис. 4 Схема на TL431.
Из схемы (рис. 4) видно, что на вход R микросхемы TL431, включен делитель напряжения из резисторов R2 и R3, резистор R1 ограничивает ток светодиода.
Так как резисторы делителя одинаковые (напряжение источника питания делится пополам ), то выходной транзистор усилителя (ТЛ-ки) откроется при напряжении источника питания 5 вольт и более ( 5/2=2,5). На вход R в этом случае с делителя R2-R3 будет подаваться 2,5 вольт.
Если увеличить сопротивление резистора R3 в плече делителя, то необходимо будет увеличить и напряжение источника питания больше 5 вольт, для того, что-бы напряжение на входе R микросхемы, подаваемое с делителя R2-R3 опять достигло 2,5 вольт и открылся выходной транзистор ТЛ-ки.
Получается, что если данный делитель напряжения (R2-R3) подключить на выход БП, а катод ТЛ-ки к базе или затвору регулирующего транзистора БП, то изменением плеч делителя, например изменяя величину R3 – можно будет изменять выходное напряжение данного БП, потому что при этом будет изменяться и напряжение стабилизации ТЛ-ки (напряжение открытия выходного транзистора) – то есть мы получим управляемый стабилитрон.
Или если подобрать делитель не изменяя его в дальнейшем – можно сделать выходное напряжение БП строго фиксированным при определённом значении.
Вывод; – если микросхему использовать как стабилитрон (основное её назначение), то мы можем с помощью подбора сопротивлений делителя R2-R3 сделать стабилитрон с любым напряжением стабилизации в пределах 2,5 – 36 вольт (максимальное ограничение по “даташиту”).
Напряжение стабилизации в 2,5 вольта – получается без делителя, если вход ТЛ-ки подключить к её катоду, то есть замкнуть выводы 1 и 3.
Тогда возникают ещё вопросы. можно ли например заменить TL431 обычным операционником?
– Можно, только если есть желание конструировать, но необходимо будет собрать свой источник опорного напряжения на 2,5 вольт и подать питание на операционник отдельно от выходного транзистора, так как ток его потребления может открыть исполнительное устройство. В этом случае можно сделать опорное напряжение какое угодно (не обязательно 2,5 вольта), тогда придётся пересчитать сопротивления делителя, используемое совместно с TL431, чтобы при заданном выходном напряжении БП – напряжение подаваемое на вход микросхемы было равно опорному.
Ещё один вопрос – а можно использовать TL431, как обычный компаратор и собрать на ней, допустим, терморегулятор, или что то подобное?
– Можно, но так как она отличается от обычного компаратора уже наличием встроенного источника опорного напряжения, схема получится гораздо проще. Например такая;
Рис. 5 Терморегулятор на TL431.
Здесь терморезистор (термистор) является датчиком температуры, и он уменьшает своё сопротивление при повышении температуры, т.е. имеет отрицательный ТКС (Температурный Коэффициент Сопротивления). Терморезисторы с положительным ТКС, т.е. сопротивление которых при увеличении температуры увеличивается – называются позисторы.
В этом терморегуляторе при превышении температуры выше установленного уровня (регулируется переменным резистором), сработает реле или какое либо исполнительное устройство, и контактами отключит нагрузку (тэны), или например включит вентиляторы в зависимости от поставленной задачи.
Эта схема обладает малым гистерезисом, и для его увеличения, необходимо вводить ООС между выводами 1-3, например подстроечный резистор 1,0 – 0,5 мОм и величину его подобрать экспериментальным путём в зависимости от необходимого гистерезиса.
Если необходимо, чтобы исполнительное устройство срабатывало при понижении температуры, то датчик и регуляторы нужно поменять местами, то есть термистор включить в верхнее плечо, а переменное сопротивление с резистором – в нижнее.
И в заключении, Вы уже без труда разберётесь, как работает микросхема TL431 в схеме мощного блока питания для трансивера, которая приведена на рисунке 6, и какую роль здесь играют резисторы R8 и R9, и как они подбираются.
Рис. 6 Мощный блок питания на 13 вольт, 22 ампера.
vprl.ru
TL431 datasheet, TL431 схема включения, цоколевка, аналог
Про светодиоды уже написал достаточно много, теперь читатели не знают как их правильно и питать, чтобы они не сгорели раньше положенного срока. Теперь продолжаю ускоренно пополнять раздел блоков питания, стабилизаторов напряжения и преобразователей тока.
В десятку популярных электронных компонентов входит регулируемый стабилизатор TL431 и его брат ШИМ контроллер TL494. В источниках питания он выступает в качестве «программируемого источника опорного напряжения, схема включения очень простая. В импульсных блоках питания на ТЛ431 бывает реализована обратная связь и опорное напряжение.
Ознакомитесь с характеристикам и даташитами других ИМС применяемых для питания LM317, TL431, LM358, LM494.
Содержание
- 1. Технические характеристики
- 2. Схемы включения TL431
- 3. Цоколёвка TL431
- 4. Datasheet на русском
- 5. Графики электрических характеристик
Технические характеристики
Вид корпусов ТЛ431
Широкое применение получила благодаря крутости своих технических характеристик и стабильностью параметров при разных температурах. Частично функционал похож на известную LM317, только она работает на малой силе тока и предназначена для регулировки. Все особенности и типовые схемы включения указаны в datasheet на русском языке. Аналог TL431 будет отечественная КР142ЕН19 и импортная К1156ЕР5, их параметры очень похожи. Других аналогов особо не встречал.
Основные характеристики:
- ток на выходе до 100мА;
- напряжение на выходе от 2,5 до 36V;
- мощность 0,2W;
- температурный диапазон TL431C от 0° до 70°;
- для TL431A от -40° до +85°;
- цена от 28руб за 1 штуку.
Подробные характеристики и режимы работы указаны в даташите на русском в конце этой страницы или можно скачать tl431-datasheet-russian.pdf
Пример использования на плате
Стабильность параметров зависит от температуры окружающей среды, она очень стабильная, шумов на выходе мало и напряжение плавает +/- 0,005В по даташиту. Кроме бытовой модификации TL431C от 0° до 70° выпускается вариант с более широким температурным диапазоном TL431A от -40° до 85°. Выбранный вариант зависит от назначения устройства. Аналоги имеют совершенно другие температурные параметры.
Проверить исправность микросхемы мультиметром нельзя, так как она состоит из 10 транзисторов. Для этого необходимо собрать тестовую схему включения, по которой можно определить степень исправности, не всегда элемент полностью выходит из строя, может просто подгореть.
Схемы включения TL431
Рабочие характеристики стабилизатора задаются двумя резисторами. Варианты использования данной микросхемы могут быть различные, но максимальное распространение она получила в блоках питания с регулируемым и фиксированным напряжением. Часто применяется в стабилизаторах тока в зарядных USB устройствах, промышленные блоки питания, принтеров и другой бытовой техники.
TL431 есть практически в любом блоке питания ATX от компьютера, позаимствовать можно из него. Силовые элементы с радиаторами, диодными мостами тоже там есть.
На данной микросхеме реализовано множество схем зарядных устройств для литиевых аккумуляторов. Выпускаются радиоконструкторы для самостоятельной сборки своими руками. Количество вариантов применение очень большое, хорошие схемы можно найти на зарубежных сайтах.
Цоколёвка TL431
Как показывает практика, цоколевка TL431 может быть разной, и зависит от производителя. На изображении показана распиновка из даташита Texas Instruments. Если вы её извлекаете из какой нибудь готовой платы, то цоколевку ножек можно увидеть по самой плате.
Datasheet на русском
Многие радиолюбители не очень хорошо знают английский язык и технические термины. Я достаточно неплохой владею языком предполагаемого противника, но при разработке меня всё равно напрягает постоянное вспоминание перевода электрических терминов на русский. Перевод TL431 datasheet на русском сделал наш коллега, которого и благодарим.
Графики электрических характеристик
led-obzor.ru
Зарядное устройство на КР142ЕН19А
Микросхему КР142ЕН19А иногда называют «регулируемым стабилитроном». Действительно, дополненная двумя резисторами, она позволяет получить высокостабильный аналог стабилитрона с рабочим напряжением 2,5…30 В, рабочим током 1,2…100мА и максимальной рассеиваемой мощностью 400 мВт.
Чуть выше приведена схема зарядного устройства для батареи из пяти последовательно соединенных аккумуляторов ЦНК-0,45. Зарядный ток задан конденсаторами C1, С2 и составляет около 45 мА (десятая часть емкости батареи). Максимальное напряжение, которое может быть подано на батарею, определено микросхемой DA1 и соотношением сопротивлений резисторов R3-R5. Конденсатор C3 служит не столько для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, сколько для шунтирования импульса зарядного тока конденсаторов С1 и С2 в момент включения устройства в сеть. Исключить превышение импульса тока через микросхему можно также увеличением сопротивления резистора R1 (правда, это приведет к увеличению рассеиваемой на нем мощности и емкости конденсаторов C1, С2). Диод VD2 необходим для предупреждения разрядки батареи после отключения устройства от сети. Если устройство используется автономно, этот диод не нужен. Тогда резистор R4 должен быть сопротивлением 3,3 кОм.
Конденсатор С1 К73-16 на напряжение 250 В и С2 — К73-17 на 400 В. Конденсатор СЗ — К50-35, постоянные резисторы — МЛТ, подстроечный R3 — СПЗ-19а. Диодный мост VD1 и диод VD2 допустимо заменить любыми диодами с рабочим током не менее 300 мА и обратным напряжением не ниже 400 В (VD2 — не менее 20 В).
Перед настройкой устройства движок резистора R3 необходимо установить в положение максимального сопротивления (верхнее по схеме). Подключив к выходу устройства вместо батареи резистор сопротивлением 220 Ом, нужно убедиться, что напряжение на нем не превышает 7 В (1,4 В, помноженные на количество аккумуляторов батареи). Далее следует зарядить полностью разряженную батарею с помощью этого устройства в течение 15 часов, измерив на начальном этапе ток зарядки (изменить его можно подбором конденсатора С2).
Затем вместо батареи подключают к устройству нагрузочный резистор сопротивлением 15кОм, включают устройство и как можно точнее устанавливают на нем подстроечным резистором напряжение, равное напряжению на заряженной батарее. Такая регулировка обеспечит по окончании зарядки остаточный ток через батарею около 0,5 мА, что безопасно для нее.
Если произведение максимального напряжения батареи на зарядный ток превысит допустимую для микросхемы мощность 400 мВт. ее следует «умощнить» транзистором средней или большой мощности, снабженным (если это нужно) теплоотводом.
Печатные платы схем:
скачать архив
kiloom.ru
Индикаторы и сигнализаторы на микросхеме TL431 (К142ЕН19)
Интегральный стабилизатор TL431 и его российский аналог К142ЕН19, является регулируемым стабилитроном, и применяется в основном в блоках питания. Но возможности микросхемы этим не ограничиваются.
На рис. 1 показана функциональная схема TL431.
Регулируемый стабилитрон на микросхеме TL431 может найти применение в схемах простых и полезных световых индикаторах и сигнализаторах. С помощью подобных устройств на микросхеме TL431 можно отслеживать много различных параметров, например: уровень воды в емкости, температуру и влажность, освещённость и др.
Схема сигнализатора превышения напряжения на микросхеме TL431 представлена на рис. 2.
Работа сигнализатора превышения напряжения основана на том, что при напряжении на управляющем электроде стабилитрона DA1 (вывод 1) менее 2,5 В стабилитрон закрыт, через него протекает лишь небольшой ток, порядка 0,3 – 0,4 мА. Этого тока достаточно только для очень слабого свечения светодиода HL1. Для устранения этого недостатка, при необходимости, параллельно светодиоду подключить резистор сопротивлением порядка 2—3 кОм.
Напряжение на управляющем электроде, при котором загорается светодиод HL1, задается делителем R1, R2.
При достижении напряжения на выводе 1 микросхемы TL431 более 2,5 В, стабилитрон откроется и засветится светодиод HL1. Необходимое ограничение тока через светодиод HL1 и стабилитрон DA1 обеспечивает резистор R3. Сопротивление резистора R3 рассчитывается на прямой ток через светодиод в пределах 5 – 15 мА.
Для более точной настройки порога срабатывания устройства, вместо резистора R2 установить подстроечный, номиналом в полтора раза больше, расчётного. По окончании настойки, его можно заменить постоянным резистором.
Если требуется контролировать несколько уровней напряжения, например напряжение автомобильного аккумулятора, или других источников, напряжением от 4 до 36 В (36 В – предельное напряжение). В этом случае потребуются два, три или более таких сигнализаторов, каждый из которых настроен на свое напряжение. Таким способом можно создать целую линейку индикаторов линейной шкалы.
Индикатор пониженного напряжения на микросхеме TL431 показан на рис. 3.
Отличие схемы на рис. 3 от предыдущей на рис. 2, только в способе подключения светодиода HL1. Такое включение называется инверсным, т. к. светодиод зажигается в том случае, когда микросхема закрыта. Если контролируемое напряжение превышает порог, установленный делителем R1 R2, микросхема открыта, и ток протекает через резистор R3 и выводы 3-2 (катод-анод) микросхемы.
На открытом переходе 3-2 микросхемы присутствует падение напряжения порядка 2 В, которого не достаточно для зажигания светодиода. Чтобы светодиод гарантированно не зажегся, последовательно с ним установлены два диода VD1, VD2. Если напряжение зажигания светодиодов превышает 2,2 В, то установка этих диодов может не понадобиться, а вместо диодов VD1, VD2 устанавливаются перемычки.
Когда контролируемое напряжение станет меньше установленного делителем R1, R2, микросхема закроется, напряжение на ее выходе будет намного больше 2 В, светодиод HL1 будет светиться.
Объединив схемы на рис. 2 и рис. 3 можно настроить индикацию предельных режимов работы любых аккумуляторов напряжением 6, 12 или 24 вольта, или других источников постоянного напряжения.
Если требуется контролировать только изменение напряжения индикатор можно собрать по схеме, представленной на рис. 4.
В этом схеме индикатора применен двухцветный светодиод HL1. Если контролируемое напряжение, заданное резистором R2 превышает пороговое значение – светится красный светодиод, а если напряжение понижено, то горит зеленый.
Когда контролируемое напряжение находится вблизи заданного порога (примерно ±0,05 – 0,1 В) погашены оба индикатора, так как передаточная характеристика стабилитрона имеет определенную крутизну.
На микросхеме TL431 возможно создать устройства, следящие за изменением какой-либо физической величины.
Для этого резистор R2 можно заменить датчиком, изменяющим сопротивление под действием окружающей среды. Подобное устройство показано на рис. 5.
Условно на одной схеме показано сразу несколько датчиков. Если подключить фототранзистор, то получится фотореле. Пока освещенность большая, фототранзистор открыт, и его сопротивление невелико. Поэтому напряжение на управляющем выводе DA1 меньше порогового, вследствие этого светодиод не светит. Настройка порога срабатывания устройства производится в этом случае резистором R1, а конденсатор С1, совместно с резистором R3, служит фильтром для защиты от наводок на провода, соединяющие датчик с остальной схемой.
По мере снижения освещенности сопротивление фототранзистора увеличивается, что приводит к возрастанию напряжения на управляющем выводе DA1. Когда это напряжение превысит пороговое (2,5 В), стабилитрон открывается и зажигается светодиод.
Если вместо фототранзистора к входу устройства подключить терморезистор, например серии ММТ, получится индикатор температуры: при понижении температуры светодиод будет загораться.
Эту же схему можно применить в качестве датчика влажности, например, земли. Для этого вместо терморезистора или фототранзистора следует подключить электроды из нержавеющей стали, которые на некотором расстоянии друг от друга воткнуть в землю. При высыхании земли до уровня, определенного при настройке, светодиод зажжется.
Если в схеме на рис. 5 вместо цепочки со светодиодом HL1 и резистором R3 включить реле, то его контактами можно управлять мощными нагрузками, например: лампы уличного освещения, электронасосы и т.д.
На микросхеме TL431 возможно собрать и звуковой индикатор. Схема такого индикатора представлена на рис. 6.
Для контроля уровня жидкости, например, воды в ванне, к схеме подключается датчик из двух нержавеющих пластин, которые расположены на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга.
Когда вода достигнет датчика, его сопротивление уменьшается, а микросхема через резисторы R1 R2 входит в линейный режим. Поэтому возникает автогенерация на резонансной частоте пьезокерамического излучателя НА1, на которой и зазвучит звуковой сигнал.
В качестве излучателя можно применить излучатель с тремя выводами типа ЗП-З, или другой из дешёвых телефонных аппаратов китайского производства. Питание устройства производится от напряжения 5 – 12 В. Это позволяет питать его даже от гальванических батарей, что делает возможным использование его в разных местах, в том числе и в ванной.
Примечание:
При замене микросхемы TL431 на К142ЕН19 питающее напряжение не должно быть больше 30 вольт.
Источник:
Никулин С.А., Повный А.В
Энциклопедия начинающего радиолюбителя.
СПб.: Наука и Техника, 2011. – 384с.
www.radiolub.ru
