Avevo bisogno di una fonte di tensione di riferimento economica qui. Dopo aver sfogliato i cataloghi, ho scelto il chip TL431 per 20 rubli. Ora ti dirò che tipo di insetto è questo e come usarlo.

TL431

TL431 è un cosiddetto diodo zener programmabile. Utilizzato come riferimento di tensione e alimentazione per circuiti a bassa potenza. Prodotto da diversi produttori e in diverse confezioni, l'ho preso da Texas Instruments nella confezione SOT23.

Specifiche:

Tensione in uscita da 2,5 a 36 V
- corrente di funzionamento da 1 a 100 mA
- impedenza di uscita 0,2 Ohm
- precisione 0,5%, 1% e 2%

Ha tre uscite. Ce ne sono due come un diodo zener standard: anodo e catodo. E un pin di tensione di riferimento che si collega al catodo o al punto medio del divisore di tensione. Sui diagrammi stranieri è indicato come segue:

Il circuito di commutazione minimo richiede un resistore e consente una tensione di riferimento di 2,5 V.

La resistenza in questo circuito viene calcolata utilizzando la seguente formula:

dove Ist è la corrente TL431 e Il è la corrente di carico. La corrente di ingresso del pin di riferimento non viene presa in considerazione poiché è di ~2 µA.

In un circuito completo, vengono aggiunti altri due resistori al TL431, ma in questo caso è possibile ottenere una tensione di uscita arbitraria.

I valori del resistore partitore di tensione e la tensione di uscita del TL431 sono correlati come segue:

,dove Uref = 2,5 V, Iref = 2 µA. Questi sono valori tipici e hanno una certa dispersione (vedi scheda tecnica).

Se specifichi il valore di uno dei resistori e la tensione di uscita, puoi calcolare il valore del secondo resistore.

E conoscendo la tensione di uscita e la corrente di ingresso, puoi calcolare il valore del resistore R1:

,dove Iin è la corrente di ingresso del circuito, ovvero la somma della corrente operativa del TL431, della corrente del partitore di tensione e della corrente di carico.

Se si utilizza TL431 per ottenere la tensione di riferimento, i resistori R2 e R3 devono essere presi con una precisione dell'1% dalla serie E96.

Calcolo dello stabilizzatore di tensione su TL431

Dati iniziali

Tensione di ingresso Uin = 9 V
Tensione di uscita richiesta Uout = 5 V
Corrente di carico Il = 10 mA

Dati dalla scheda tecnica:

Ist = 1..100 mA
Iref = 2μA
Uref = 2.495 V

Calcolo

Impostiamo il valore del resistore R2. Il valore massimo di questo resistore è limitato dalla corrente Iref = 2 µA. Se prendiamo il valore del resistore R2 uguale a unità/decine di kOhm, allora andrà bene. Sia R2 = 10 kOhm.

Poiché come alimentatore viene utilizzato TL431, in questo caso non è necessaria un'elevata precisione e il termine Iref*R2 può essere trascurato.

Il valore arrotondato di R3 sarà 10 kOhm.

La corrente del partitore di tensione è Uout/(R1+R2) = 5/20000 = 250 µA.

La corrente del TL431 può variare da 1 a 100 mA. Se consideriamo la corrente Ist > 2 mA, la corrente del divisore può essere trascurata.

Quindi la corrente in ingresso sarà pari a Iin = Ist + Il = 2 + 10 = 12 mA.

E la valutazione R1 = (Uin - Uout)/Iin = (9 - 5)/0,012 = 333 Ohm. Arrotondare per eccesso a 300.

La potenza dissipata dal resistore R1 è (9 - 5)*0,012 = 0,05 W. Su altri resistori sarà ancora meno.

R1 = 300 Ohm
R2 = 10 kOhm
R3 = 10 kOhm

Qualcosa del genere, senza tener conto delle sfumature.

Capacità di carico

Se si utilizza un TL431 e si inserisce un condensatore in uscita, il microcircuito potrebbe "ronzare". Invece di ridurre il rumore in uscita, al catodo apparirà un segnale periodico a dente di sega di diversi millivolt.

La capacità di carico alla quale il TL431 si comporta stabilmente dipende dalla corrente del catodo e dalla tensione di uscita. I possibili valori di capacità sono mostrati nell'immagine della scheda tecnica. Le aree stabili sono quelle esterne alle classifiche.

Ho già scritto molto sui LED, ma ora i lettori non sanno come alimentarli correttamente in modo che non si brucino prima del previsto. Ora continuo ad espandere rapidamente la sezione di alimentatori, stabilizzatori di tensione e convertitori di corrente.

I dieci componenti elettronici più popolari includono lo stabilizzatore regolabile TL431 e il suo fratello controller PWM TL494. Negli alimentatori funge da “sorgente di tensione di riferimento programmabile, il circuito di commutazione è molto semplice. Negli alimentatori switching basati su TL431 vengono implementate la retroazione e la tensione di riferimento.

Scopri le caratteristiche e le schede tecniche degli altri circuiti integrati utilizzati per l'alimentazione.

• 1. Specifiche
• 2. Schemi di collegamento TL431
• 3. Piedinatura TL431
• 4. Scheda tecnica in russo
• 5. Grafici delle caratteristiche elettriche

Specifiche

È stato ampiamente utilizzato per la superiorità delle sue caratteristiche tecniche e la stabilità dei parametri a diverse temperature. La funzionalità è in parte simile a quella conosciuta, solo che funziona a bassa corrente ed è destinata alla regolazione. Tutte le caratteristiche e i circuiti di commutazione tipici sono indicati nella scheda tecnica in russo. L'analogo di TL431 sarà il KR142EN19 domestico e il K1156EP5 importato, i loro parametri sono molto simili. Non ho visto altri analoghi.

Caratteristiche principali:

1. corrente di uscita fino a 100 mA;
2. tensione di uscita da 2,5 a 36V;
3. potenza 0,2 W;
4. range di temperatura TL431C da 0° a 70°;
5. per TL431A da -40° a +85°;
6. prezzo da 28 rubli per 1 pezzo.

Caratteristiche dettagliate e modalità operative sono indicate nella scheda tecnica in russo alla fine di questa pagina o possono essere scaricate

Esempio di utilizzo su tavola

La stabilità dei parametri dipende dalla temperatura ambiente, è molto stabile, c'è poco rumore in uscita e la tensione fluttua di +/- 0,005 V secondo la scheda tecnica. Oltre alla modifica domestica TL431C da 0° a 70°, è disponibile una variante con un intervallo di temperatura più ampio TL431A da -40° a 85°. L'opzione selezionata dipende dallo scopo del dispositivo. Gli analoghi hanno parametri di temperatura completamente diversi.

È impossibile verificare la funzionalità del microcircuito con un multimetro, poiché è composto da 10 transistor. Per fare ciò, è necessario assemblare un circuito di commutazione di prova, mediante il quale è possibile determinare il grado di funzionalità dell'elemento non sempre si guasta completamente, potrebbe semplicemente bruciarsi;

Schemi di collegamento TL431

Le caratteristiche operative dello stabilizzatore sono impostate da due resistori. Le opzioni per l'utilizzo di questo microcircuito possono essere diverse, ma è più diffusa negli alimentatori con tensione regolabile e fissa. Spesso utilizzato negli stabilizzatori di corrente di caricabatterie USB, alimentatori industriali, stampanti e altri elettrodomestici.

TL431 si trova in quasi tutti gli alimentatori ATX di un computer, puoi prenderlo in prestito da esso. Sono presenti anche elementi di potenza con radiatori e ponti a diodi.

Questo chip implementa molti circuiti di ricarica per batterie al litio. I costruttori di radio sono prodotti per l'autoassemblaggio con le proprie mani. Il numero di opzioni di applicazione è molto ampio; è possibile trovare buoni schemi su siti stranieri.

Piedinatura TL431

Come dimostra la pratica, la piedinatura del TL431 può essere diversa e dipende dal produttore. L'immagine mostra la piedinatura dalla scheda tecnica di Texas Instruments. Se lo rimuovi da una tavola finita, la piedinatura delle gambe può essere vista sulla tavola stessa.

Scheda tecnica in russo

Molti radioamatori non conoscono molto bene l'inglese e i termini tecnici. Ho una padronanza abbastanza buona della lingua del nemico designato, ma durante lo sviluppo mi dà ancora fastidio ricordare costantemente la traduzione dei termini elettrici in russo. La traduzione della scheda tecnica del TL431 in russo è stata fatta dal nostro collega, che ringraziamo.

Lo stabilizzatore integrato TL431 viene utilizzato principalmente negli alimentatori. Tuttavia, è possibile trovare molte altre applicazioni per questo. Alcuni di questi schemi sono riportati in questo articolo.

Questo articolo parlerà di dispositivi semplici e utili realizzati utilizzando Chip TL431. Ma in questo caso non c'è bisogno di spaventarsi dalla parola "microcircuito"; ha solo tre terminali e in apparenza sembra un semplice transistor a bassa potenza in un contenitore TO90.

Prima un po' di storia

Si dà il caso che tutti gli ingegneri elettronici conoscano i numeri magici 431, 494. Di cosa si tratta?

TEXAS INSTRUments si trovava all'inizio dell'era dei semiconduttori. Per tutto questo tempo è stata in cima alla lista dei leader mondiali nella produzione di componenti elettronici, rimanendo saldamente nella top ten o, come si dice più spesso, nella classifica mondiale TOP-10. Il primo circuito integrato è stato creato nel 1958 da un dipendente di questa azienda, Jack Kilby.

Ora TI produce una vasta gamma di microcircuiti, i cui nomi iniziano con i prefissi TL e SN. Si tratta, rispettivamente, di microcircuiti analogici e logici (digitali), entrati per sempre nella storia di TI e ancora ampiamente utilizzati.

Probabilmente uno dovrebbe essere considerato tra i primissimi nella lista dei microcircuiti “magici”. Nel pacchetto a tre pin di questo microcircuito sono nascosti 10 transistor e la funzione che svolge è la stessa di un diodo Zener convenzionale (diodo Zener).

Ma a causa di questa complicazione, il microcircuito ha una maggiore stabilità termica e una maggiore pendenza della caratteristica. La sua caratteristica principale è che con l'aiuto della tensione di stabilizzazione è possibile modificare l'intervallo da 2,5...30 V. Per gli ultimi modelli, la soglia inferiore è 1,25 V.

Il TL431 è stato creato dal dipendente TI Barney Holland all'inizio degli anni settanta. Poi stava copiando un chip stabilizzatore di un'altra azienda. Diremmo strappare, non copiare. Quindi Barney Holland ha preso in prestito una sorgente di tensione di riferimento dal microcircuito originale e, sulla base di essa, ha creato un microcircuito stabilizzatore separato. Inizialmente si chiamava TL430 e dopo alcuni miglioramenti venne chiamato TL431.

È passato molto tempo da allora e ora non c'è un solo alimentatore per computer in cui non abbia trovato applicazione. Trova applicazione anche in quasi tutti gli alimentatori switching a bassa potenza. Una di queste fonti è ora in ogni casa: è per i telefoni cellulari. Si può solo invidiare una tale longevità. La Figura 1 mostra lo schema funzionale del TL431.

Figura 1. Schema funzionale del TL431.

Barney Holland ha creato anche il non meno famoso e ancora richiesto microcircuito TL494. Si tratta di un controller PWM push-pull, sulla base del quale sono stati creati molti modelli di alimentatori a commutazione. Pertanto, anche il numero 494 è giustamente classificato come “magico”.

Passiamo ora a considerare vari progetti basati sul chip TL431.

Indicatori e allarmi

Il microcircuito TL431 può essere utilizzato non solo per lo scopo previsto come diodo zener negli alimentatori. Sulla base di esso è possibile creare vari indicatori luminosi e persino allarmi sonori. Con l'aiuto di tali dispositivi puoi monitorare molti parametri diversi.

Prima di tutto, è semplicemente tensione elettrica. Se una qualsiasi quantità fisica viene rappresentata sotto forma di tensione utilizzando sensori, è possibile realizzare un dispositivo che controlli, ad esempio, il livello dell'acqua in un contenitore, la temperatura e l'umidità, l'illuminazione o la pressione di un liquido o gas.

Il funzionamento di un tale dispositivo di segnalazione si basa sul fatto che quando la tensione sull'elettrodo di controllo del diodo zener DA1 (pin 1) è inferiore a 2,5 V, il diodo zener è chiuso, attraverso di esso scorre solo una piccola corrente, come di norma non più di 0,3...0,4 mA. Ma questa corrente è sufficiente perché il LED HL1 si illumini molto debolmente. Per evitare questo fenomeno è sufficiente collegare in parallelo al LED un resistore con una resistenza di circa 2...3 KOhm. Il circuito dell'allarme di sovratensione è mostrato in Figura 2.

Figura 2. Allarme di sovratensione.

Se la tensione sull'elettrodo di controllo supera 2,5 V, il diodo zener si aprirà e il LED HL1 si accenderà. la necessaria limitazione di corrente attraverso il diodo zener DA1 e il LED HL1 è fornita dal resistore R3. La corrente massima del diodo zener è 100 mA, mentre lo stesso parametro per il LED HL1 è di soli 20 mA. È da questa condizione che viene calcolata la resistenza del resistore R3. più precisamente, questa resistenza può essere calcolata utilizzando la formula seguente.

R3 = (Upit - Uhl - Uda)/Ihl. Qui vengono utilizzate le seguenti designazioni: Upit - tensione di alimentazione, Uhl - caduta di tensione diretta attraverso il LED, tensione Uda sul chip aperto (solitamente 2 V), corrente LED Ihl (impostata entro 5...15 mA). Inoltre, non dovremmo dimenticare che la tensione massima per il diodo zener TL431 è di soli 36 V. Anche questo parametro non può essere superato.

Livello di allarme

La tensione sull'elettrodo di controllo alla quale si accende il LED HL1 (Uз) è impostata dal divisore R1, R2. I parametri del divisore vengono calcolati utilizzando la formula:

R2 = 2,5*R1/(U× - 2,5). Per regolare con maggiore precisione la soglia di risposta, è possibile installare al posto di R2 un resistore di sintonia, con un valore nominale una volta e mezza maggiore di quanto calcolato. Dopo aver preparato la tintura, può essere sostituita con un resistore costante, la cui resistenza è uguale alla resistenza della parte introdotta del rifinitore.

A volte è necessario controllare diversi livelli di tensione. In questo caso saranno necessari tre allarmi di questo tipo, ciascuno dei quali è configurato per la propria tensione. In questo modo è possibile creare un'intera linea di indicatori, una scala lineare.

Per alimentare il circuito di indicazione, composto dal LED HL1 e dalla resistenza R3, è possibile utilizzare una fonte di alimentazione separata, anche non stabilizzata. In questo caso, la tensione controllata viene applicata al terminale superiore del resistore R1 nel circuito, che deve essere scollegato dal resistore R3. Con questo collegamento la tensione controllata può variare da tre a diverse decine di volt.

Figura 3. Indicatore di bassa tensione.

La differenza tra questo circuito e il precedente è che il LED si accende in modo diverso. Questo tipo di commutazione è chiamato inverso, poiché il LED si accende quando il microcircuito è chiuso. Se la tensione controllata supera la soglia impostata dal divisore R1, R2, il microcircuito è aperto e la corrente scorre attraverso il resistore R3 e i pin 3 - 2 (catodo - anodo) del microcircuito.

In questo caso, sul microcircuito si verifica una caduta di tensione di 2 V, che non è sufficiente per accendere il LED. Per garantire che il LED non si accenda, sono installati due diodi in serie. Alcuni tipi di LED, come il blu, il bianco e alcuni tipi di verde, si accendono quando la tensione ai loro capi supera 2,2 V. In questo caso, al posto dei diodi VD1, VD2 sono installati ponticelli a filo.

Quando la tensione controllata diventa inferiore a quella impostata dal divisore R1, il microcircuito R2 si chiuderà, la tensione alla sua uscita sarà molto superiore a 2 V, quindi il LED HL1 si accenderà.

Se è necessario monitorare solo le variazioni di tensione, l'indicatore può essere assemblato secondo il circuito mostrato in Figura 4.

Figura 4. Indicatore di variazione di tensione.

Questo indicatore utilizza un LED bicolore HL1. Se la tensione monitorata supera il valore di soglia, si accende il LED rosso, mentre se la tensione è bassa si accende il LED verde.

Nel caso in cui la tensione sia vicina ad una determinata soglia (circa 0,05...0,1 V), entrambi gli indicatori si spengono, poiché la caratteristica di trasferimento del diodo zener ha una pendenza molto specifica.

Se è necessario monitorare i cambiamenti in qualsiasi quantità fisica, il resistore R2 può essere sostituito con un sensore che modifica la resistenza sotto l'influenza dell'ambiente. Un dispositivo simile è mostrato nella Figura 5.

Figura 5. Schema per il monitoraggio dei parametri ambientali.

Convenzionalmente, un diagramma mostra più sensori contemporaneamente. Se ciò accade, funzionerà. Mentre l'illuminazione è elevata, il fototransistor è aperto e la sua resistenza è bassa. Pertanto, la tensione sul pin di controllo DA1 è inferiore alla soglia, per cui il LED non si accende.

Quando l'illuminazione diminuisce, la resistenza del fototransistor aumenta, il che porta ad un aumento della tensione sul pin di controllo DA1. Quando questa tensione supera la soglia (2,5 V), il diodo zener si apre e il LED si accende.

Se all'ingresso del dispositivo viene collegato un termistore al posto del fototransistor, ad esempio della serie MMT, si otterrà un indicatore di temperatura: quando la temperatura scende, il LED si accende.

Lo stesso schema può essere utilizzato, ad esempio, per i terreni. Per fare ciò, invece di un termistore o un fototransistor, è necessario collegare elettrodi di acciaio inossidabile, che vengono fissati nel terreno a una certa distanza l'uno dall'altro. Quando il terreno si asciuga al livello determinato durante la configurazione, il LED si accende.

La soglia di risposta del dispositivo in tutti i casi viene impostata utilizzando un resistore variabile R1.

Oltre agli indicatori luminosi elencati, sul chip TL431 è anche possibile assemblare un indicatore sonoro. Il diagramma di tale indicatore è mostrato nella Figura 6.

Figura 6. Indicatore acustico del livello del liquido.

Per monitorare il livello di un liquido, ad esempio l'acqua in una vasca da bagno, è collegato al circuito un sensore costituito da due piastre di acciaio inossidabile, disposte a una distanza di diversi millimetri l'una dall'altra.

Quando l'acqua raggiunge il sensore, la sua resistenza diminuisce e il microcircuito entra in modalità lineare attraverso i resistori R1 R2. Pertanto, l'autogenerazione avviene alla frequenza di risonanza dell'emettitore piezoceramico HA1, alla quale suonerà il segnale sonoro.

L'emettitore ZP-3 può essere utilizzato come emettitore. L'apparecchio è alimentato da una tensione di 5...12 V. Ciò gli consente di essere alimentato anche da batterie galvaniche, il che ne rende possibile l'utilizzo in diversi luoghi, compreso il bagno.

Il campo di applicazione principale del chip TL434 sono ovviamente gli alimentatori. Ma, come vediamo, le capacità del microcircuito non si limitano a questo.

Boris Aladyshkin

TL431 è un diodo zener integrato. Nel circuito svolge il ruolo di sorgente di tensione di riferimento. L'elemento presentato viene utilizzato, di regola, negli alimentatori. Il dispositivo di un diodo zener è abbastanza semplice. In totale, il modello utilizza tre output. A seconda della versione, nell'alloggiamento possono essere alloggiati fino a dieci transistor. Una caratteristica distintiva del TL431 è considerata una buona stabilità termica.

Circuito di collegamento a 2,48 V

Il diodo zener TL431 da 2,48 V è dotato di un convertitore a stadio singolo. In media, la corrente operativa nel sistema raggiunge un livello di 5,3 A. I resistori per la trasmissione del segnale possono essere utilizzati con diverse conduttività di tensione. La precisione della stabilizzazione in questi dispositivi oscilla intorno al 2%.

Per aumentare la sensibilità del diodo zener vengono utilizzati vari modulatori. Di norma, viene selezionato il tipo di dipolo. In media, la loro capacità non è superiore a 3 pF. Tuttavia, in questo caso, molto dipende dalla conduttività della corrente. Per ridurre il rischio di surriscaldamento degli elementi, vengono utilizzati gli espansori. I diodi zener sono collegati tramite il catodo.

Accensione di un dispositivo da 3,3 V

Per il diodo zener TL431, il circuito di commutazione da 3,3 V prevede l'uso di un convertitore a stadio singolo. I resistori per la trasmissione degli impulsi sono utilizzati di tipo selettivo. Il diodo zener TL431 ha anche un circuito di commutazione da 3,3 volt con un piccolo modulatore di capacità. Per ridurre il rischio vengono utilizzati dei fusibili. Di solito sono installati dietro diodi zener.

Per amplificare il segnale non puoi fare a meno dei filtri. In media, la tensione di soglia oscilla intorno ai 5 W. La corrente operativa del sistema non è superiore a 3,5 A. Di norma, la precisione di stabilizzazione non supera il 3%. È anche importante notare che il diodo zener può essere collegato tramite un adattatore vettoriale. In questo caso, il transistor viene selezionato di tipo risonante. In media, la capacità del modulatore dovrebbe essere 4,2 pF. I tiristori sono utilizzati sia di fase che di tipo aperto. Per aumentare la conduttività della corrente sono necessari dei trigger.

Oggi questi elementi sono dotati di amplificatori di diversa potenza. In media, la tensione di soglia nel sistema raggiunge 3,1 W. La corrente operativa oscilla intorno a 3,5 A. È anche importante considerare la resistenza di uscita. Il parametro presentato non deve essere superiore a 80 Ohm.

Collegamento al circuito 14 V

Per il diodo zener TL431, il circuito di commutazione a 14 V prevede l'uso di un convertitore scalare. In media, la tensione di soglia è di 3 W. Di norma, la corrente operativa non supera i 5 A. In questo caso il sovraccarico consentito oscilla intorno a 4 Ah. Inoltre, il diodo zener TL431 ha un circuito di commutazione da 14 V con amplificatori sia di tipo unipolare che bipolare. Per migliorare la conduttività, non puoi fare a meno di un tetrodo. Può essere utilizzato con uno o due filtri.

Diodi Zener serie A

La serie A TL431 viene utilizzata per alimentatori e inverter. Come verificare se un elemento è collegato correttamente? In effetti, questo può essere fatto utilizzando un tester. L'indicatore della resistenza di soglia deve essere 80 ohm. Il dispositivo è in grado di funzionare tramite convertitori monostadio e di tipo vettoriale. In questo caso, i resistori vengono utilizzati con una piastra.

Se parliamo di parametri, il circuito non supera i 5 W. In questo caso, la corrente operativa oscilla intorno a 3,4 A. Per ridurre il rischio di surriscaldamento dei transistor, vengono utilizzati gli espansori. Per i modelli della serie A, sono adatti solo per il tipo a commutazione. Per aumentare la sensibilità del dispositivo sono necessari potenti modulatori. In media, il parametro della resistenza di uscita non supera i 70 Ohm.

Dispositivi della serie CLP

Il circuito di commutazione del diodo zener TL431 ha convertitori a stadio singolo. Il modello CLP è presente sia negli inverter che in molti elettrodomestici. La tensione di soglia del diodo Zener oscilla intorno ai 3 W. La corrente operativa diretta è 3,5 A. La precisione di stabilizzazione degli elementi non supera il 2,5%. Vari tipi di modulatori vengono utilizzati per regolare il segnale di uscita. In questo caso, i trigger vengono selezionati con amplificatori.

Diodi zener della serie ACLP

Il circuito di commutazione del diodo zener TL431 è dotato di convertitori vettoriali o scalari. Se consideriamo la prima opzione, il livello di corrente operativa non è superiore a 4 A. In questo caso, la precisione di stabilizzazione è di circa il 4%. Trigger e tiristori vengono utilizzati per amplificare il segnale.

Se consideriamo uno schema di collegamento con un convertitore scalare, vengono utilizzati modulatori con una capacità di circa 6 pF. I transistor stessi sono di tipo risonante. I trigger regolari sono adatti per amplificare il segnale. È anche importante notare che la sensibilità del dispositivo oscilla intorno ai 20 mV.

Modelli CA

I diodi zener AC Cherry TL431 sono spesso utilizzati per gli inverter a dipolo. Come verificare la funzionalità dell'elemento connesso? Questo può essere fatto utilizzando un normale tester. Il parametro della resistenza di uscita non deve essere superiore a 70 Ohm. È anche importante notare che i dispositivi di questa serie vengono accesi tramite un convertitore vettoriale.

In questo caso le modifiche scalari non sono adatte. Ciò è in gran parte dovuto alla soglia bassa per la conduzione di corrente. È anche importante notare che la tensione nominale non supera i 4 W. La corrente operativa nel circuito è mantenuta a 2 A. Vari tiristori vengono utilizzati per ridurre le perdite di calore. Oggi si producono espansioni e modifiche di fase.

Modelli con corpo KT-26

Negli elettrodomestici, i diodi zener TL431 si trovano spesso con l'alloggiamento KT-26. Il circuito di commutazione prevede l'uso di modulatori dipolo. Sono prodotti con diversa conducibilità di corrente. Il parametro di sensibilità massima del sistema oscilla intorno a 430 mV.

L'impedenza di uscita non supera i 70 Ohm. I trigger in questo caso vengono utilizzati solo con gli amplificatori. Per ridurre il rischio di cortocircuiti, vengono utilizzati filtri di tipo aperto e chiuso. Il diodo zener è collegato direttamente tramite il catodo.

Corpo KT-47

Il TL431 (stabilizzatore) con custodia KT-47 si trova negli alimentatori di varie potenze. Il circuito di connessione dell'elemento prevede l'uso di convertitori vettoriali. Il modulatore è adatto per circuiti fino a 4 pF. L'impedenza di uscita diretta dei dispositivi è di circa 70 Ohm. Per migliorare la conduttività dei diodi Zener, vengono utilizzati solo tetrodi a fascio. Di norma, la precisione di stabilizzazione non supera il 2%.

Per alimentatori da 5V

Negli alimentatori da 5 V, il TL431 viene acceso tramite amplificatori con diverse condutture di corrente. I convertitori stessi sono del tipo monostadio. Inoltre in alcuni casi vengono utilizzate modifiche vettoriali. In media, l'impedenza di uscita è di circa 90 ohm. La precisione della stabilizzazione nei dispositivi è del 2%. Gli espansori per blocchi vengono utilizzati sia nei tipi commutati che aperti. I trigger possono essere utilizzati solo con i filtri. Oggi vengono prodotti con uno e più elementi.

Schema di collegamento per unità da 10 V

Il circuito per il collegamento di un diodo zener all'alimentazione prevede l'uso di un convertitore monostadio o vettoriale. Se consideriamo la prima opzione, viene selezionato un modulatore con una capacità di 4 pF. In questo caso il trigger viene utilizzato solo con gli amplificatori. A volte vengono utilizzati filtri per aumentare la sensibilità del diodo zener. La tensione di soglia del circuito è in media 5,5 W. La corrente operativa del sistema oscilla intorno a 3,2 A.

Il parametro di stabilizzazione, di norma, non supera il 3%. Se consideriamo un circuito con un convertitore vettoriale, non possiamo fare a meno di un ricetrasmettitore. Può essere utilizzato sia aperto che cromatico. Il modulatore è installato con una capacità di 5,2 pF. L'espansore è piuttosto raro. In alcuni casi, può aumentare la sensibilità del diodo zener. È importante però considerare che le dispersioni termiche dell’elemento aumentano notevolmente.

Schema per blocchi da 15 V

Il circuito di commutazione del diodo zener TL431 attraverso un blocco da 15 V viene eseguito utilizzando un convertitore monostadio. A sua volta, il modulatore è adatto con una capacità di 5 pF. I resistori vengono utilizzati esclusivamente di tipo selettivo. Se consideriamo le modifiche con trigger, il parametro della tensione di soglia non supera i 3 W. La precisione di stabilizzazione è di circa il 3%. I filtri per il sistema sono adatti sia per i tipi aperti che per quelli chiusi.

È inoltre importante notare che nel circuito può essere installato un espansore. Oggi i modelli sono prodotti principalmente del tipo commutato. Per modifiche con ricetrasmettitori, la conduttività di corrente non supera i 4 micron. In questo caso la sensibilità del diodo Zener oscilla attorno ai 30 mV. L'impedenza di uscita raggiunge circa 80 Ohm.

Per inverter per auto

Per la serie AC vengono spesso utilizzati i diodi zener TL431. Il circuito di connessione in questo caso prevede l'uso di triodi a due cifre. I filtri stessi vengono utilizzati nel tipo aperto. Se consideriamo i circuiti senza espansore, la tensione di soglia oscilla intorno ai 10 W.

La corrente operativa diretta è 4 A. Il parametro di sovraccarico del sistema è consentito a 3 mA. Se consideriamo le modifiche con gli espansori, in questo caso vengono installati modulatori ad alta capacità. I resistori sono utilizzati come tipo selettivo standard.

In alcuni casi vengono utilizzati amplificatori di diversa potenza. Il parametro della tensione di soglia, di norma, non supera i 12 W. L'impedenza di uscita del sistema può variare da 70 a 80 ohm. Il tasso di precisione della stabilizzazione è di circa il 2%. La corrente operativa dei sistemi non è superiore a 4,5 A. I diodi Zener sono collegati direttamente tramite il catodo.

Il chip della scheda tecnica TL431 è stato creato alla fine degli anni '70, ma fino ad oggi è ampiamente utilizzato nelle attività radioamatoriali e nell'industria. Questo chip è uno stabilizzatore regolabile integrato, ampiamente utilizzato in vari alimentatori.

Descrizione del lavoro

La scheda tecnica del TL431 ha solo tre pin, ma nel suo corpo sono nascosti dieci transistor (comparatore). Le funzioni di questo dispositivo e di uno stabilizzatore convenzionale sono simili. Tuttavia, grazie a questa complicazione, il microcircuito ha un livello più elevato di stabilità termica, nonché una maggiore pendenza della caratteristica. La caratteristica principale di un tale dispositivo è la capacità, utilizzando un divisore esterno, di modificare la tensione di stabilizzazione entro 2,5-30 V. Per alcuni modelli, la soglia inferiore può essere 1,25 V. Il circuito comparatore integrato nella scheda tecnica del prodotto TL431 è costituito da i seguenti componenti:

• sorgente incorporata (molto stabile) di una tensione di riferimento di 2,5 V, collegata all'ingresso inverso del comparatore;
• un ingresso di livello diretto;
• all'uscita del comparatore è presente un transistor, il cui emettitore e collettore sono combinati con i contatti di potenza;
• diodo di protezione contro l'inversione di polarità.

Il transistor ha una corrente di carico massima di 100 mA e una tensione massima di 36 V. Affinché il comparatore integrato funzioni (di conseguenza, il transistor all'uscita del microcircuito si apre), è necessario

o applicare un riferimento al suo input. All'ingresso del microcircuito è incluso un resistore composto da due; divide a metà il valore della tensione. Ciò significa che il comparatore si aprirà quando 5 V arrivano all'ingresso del circuito e all'uscita del divisore otteniamo 2,5 V. Se si aumenta la resistenza del resistore, è necessario aumentare anche la tensione di alimentazione. Si scopre che questo microcircuito può funzionare come un diodo zener nell'intervallo 2,5-36 V.

Scopo e ambito di applicazione

Non ce n'è uno che non abbia un chip della scheda tecnica TL431. Si trova anche in quasi tutte le fonti di alimentazione commutabili a bassa potenza, ad esempio nei caricabatterie per telefoni cellulari. Questi microcircuiti possono essere utilizzati non solo per lo scopo previsto (diodo zener per alimentatori), ma anche per creare vari indicatori luminosi e allarmi sonori sulla base. Con l'aiuto di tali dispositivi vengono monitorati molti parametri diversi (ma il principale è la tensione). Esistono molti circuiti basati sulla scheda tecnica TL431, grazie ai quali è possibile assemblare dispositivi che controllano il livello del liquido in un contenitore, l'umidità e la temperatura, la pressione del gas o del liquido e l'illuminazione. Le opzioni elencate non sono le uniche possibili; l'applicazione di questo microcircuito è in realtà piuttosto ampia, tutto dipende dai desideri del progettista.

Molto spesso i radioamatori alle prime armi sono interessati a cosa può sostituire il TL431. Un analogo, ovviamente, esiste. Pertanto è possibile utilizzare i prodotti importati KA431 e i dispositivi domestici KR142EN19A, K1156ER5x.

Riassumiamo

L'azienda TEXAS INSTRUments è molto affidabile, ha un ampio raggio d'azione, è facile da usare e, soprattutto, ha un prezzo accessibile. Per le sue caratteristiche viene prodotto da più di quarant'anni e rimane tuttora richiesto.