TL431 to popularne, regulowane, precyzyjne źródło napięcia odniesienia/programowalny regulator Zenera, które jest szeroko stosowane w projektowaniu zasilaczy. Jego główną funkcją jest działanie jako precyzyjne źródło napięcia odniesienia. Zapewnia wewnętrznie napięcie odniesienia 2,495 V (wartość typowa). Ma wysoką stabilność i charakterystykę dryfu w niskiej temperaturze. Można ją również zastosować jako regulowaną diodę Zenera. Napięcie wyjściowe można ustawić, dzieląc napięcie rezystancji zewnętrznej, a regulowany zakres wynosi około 2,5 V-36 V. TL431 ma strukturę pochłaniającą obciążenie (bocznikową), podobną do trybu pracy diody Zenera. Może absorbować nadmiar prądu, stabilizować napięcie wyjściowe do ustawionej wartości i ma charakterystykę przełączania. Może pełnić funkcję komparatora lub prostego przełącznika sterującego.
Typowe scenariusze zastosowań TL431 obejmują służenie jako precyzyjne napięcie odniesienia w zasilaczu impulsowym, które może być używane w połączeniu z transoptorem w ścieżce sterowania ze sprzężeniem zwrotnym w celu regulacji napięcia wyjściowego (np. moduły AC-DC, DC-DC) lub jako źródło odniesienia dla liniowego zasilacza regulowanego w celu zapewnienia stabilnego napięcia odniesienia do regulatora liniowego lub komparatora. W obwodzie zabezpieczenia przed przepięciem/podnapięciem można go połączyć z rezystorowym dzielnikiem napięcia i tranzystorem, aby uruchomić zabezpieczenie, gdy napięcie monitorowania przekroczy lub spadnie poniżej progu. TL431 można również zastosować w prostych komparatorach, które można wykorzystać jako tani komparator do porównywania napięcia wejściowego z napięciem odniesienia. TL431 potrafi także wykryć napięcie w obwodzie ładowania akumulatora, sprawdzić czy napięcie ładowania spełnia normę oraz sterować wyłącznikiem procesu ładowania.
Uproszczony schemat ideowy TL431
Uproszczony schemat ideowy TL431
TL431 ma zalety: wysoką precyzję, dobrą stabilność (wersja precyzyjna ± 0,5% lub ± 1%), niski koszt, łatwość uzyskania, regulowane napięcie, wysoką elastyczność, prosty obwód aplikacyjny i bezpośrednią wymianę diody Zenera.
Aby lepiej zrozumieć zastosowanie TL431, poniżej opisano najpopularniejsze obwody trzech TL431, a także rzeczywisty obwód funkcjonalny zbudowany z niezależnych komponentów.
Projektowanie obwodu odniesienia o napięciu 2,5 V za pomocą TL431
Kiedy chcesz zaprojektować obwód odniesienia o napięciu 2,5 V za pomocą TL431, w rzeczywistości używasz jego wbudowanego precyzyjnego napięcia odniesienia (typowo 2,495 V), aby wyprowadzić stabilne napięcie 2,5 V. Jest to jedno z najbardziej podstawowych i powszechnych zastosowań TL431. Zaletą TL431 jest wysoka dokładność ± 0,5% i dobra stabilność temperaturowa. Nadaje się do stosowania jako punkt odniesienia dla przetwornika ADC/DAC lub komparatora, a jego niski koszt ułatwia uzyskanie komponentów.
Trzy piny TL431 obejmują odniesienie, wewnętrznie połączone z napięciem odniesienia 2,495 V, katedę (K) podłączoną do wyjścia (odpowiednik zacisku dodatniego), anodę (A) połączoną z masą (GND). Kiedy Ref i Cathede zostaną zwarte, TL431 wyprowadzi wbudowane napięcie odniesienia ≈ 2,5 V. Jeśli Ref nie jest podłączony do katody, ale napięcie jest podzielone przez rezystancję, TL431 można ustawić na wyższe napięcie wyjściowe (np. 3,3 V, 5 V itp.). Jednakże, w przypadku uzyskania sygnału wyjściowego odniesienia 2,5 V, najprostszym i najbardziej stabilnym sposobem jest bezpośrednie zwarcie Ref i Cathede.
Przykład obwodu odniesienia o napięciu 2,5 V
Przykład obwodu odniesienia o napięciu 2,5 V
Po pierwsze, pierwszy wprowadzony obwód jest również najczęściej używanym obwodem odniesienia o napięciu 2,5 V. Podłącz bezpośrednio Ref i katodę TL431 jako źródło napięcia odniesienia 2,5 V. Podczas użytkowania wymagane jest jedynie obliczenie wartości rezystancji R1 zgodnie z rzeczywistym napięciem wejściowym i prądem, aby upewnić się, że prąd wynosi od 1 mA do 100 mA, a napięcie zasilania jest mniejsze niż 36 V.