Что такое TL431 и с чем его "едят"

TL431 была создана в конце 70-х и по настоящее время широко используется в промышленности и в радиолюбительской деятельности.
Что такое TL431 и с чем его "едят"

Рис. 1 TL431.

Для начала давайте посмотрим, что у неё внутри и обратимся к документации на микросхему ("даташит").
Внутри у неё с десяток транзисторов и всего три вывода.

Рис. 2 Устройство TL431.

Внутри находится обычный компаратор. Здесь он играет немного другую роль, а именно - роль стабилитрона. Ещё его называют "Управляемый стабилитрон".
Смотрим блок-схему TL431 на рисунке 2. Из схемы видно, компаратор имеет (очень стабильный) встроенный источник опорного напряжения 2,5 вольт (маленький квадратик) подключенный к инверсному входу, один прямой вход (R), транзистор на выходе компаратора, коллектор(К) и эмиттер(А) которого объединены с выводами питания компаратора и защитный диод от переполюсовки. Максимальный ток нагрузки этого транзистора до 100 мА, максимальное напряжение до 36 вольт.

Рис. 3 Цоколёвка TL431.

На примере простой схемы, изображенной на рисунке 4, разберём, как это всё работает.
Мы уже знаем, что внутри микросхемы (компаратора) 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, чтобы сработал компаратор (открылся выходной транзистор), необходимо на его вход (R) подать напряжение чуть превышающее опорное.

Рис. 4 Схема на TL431.

На вход R микросхемы TL431, включен делитель напряжения из резисторов R2 и R3, резистор R1 ограничивает ток светодиода. Так как резисторы делителя одинаковые, то компаратор сработает при напряжении, чуть превышающем 5 вольт. Это 2,5 вольта - встроенный источник, и 2,5 вольта - напряжение, снимаемое с делителя R2,R3 при напряжении питания 5 вольт. То есть светодиод у нас загорится (откроется выходной транзистор) при напряжении питания - чуть превышающем 5 вольт. Если увеличить сопротивление резистора R3, то необходимо будет увеличить напряжение источника питания больше 5 вольт, что бы напряжение на входе R микросхемы достигло 2,5 вольт.
А как же ток питания компаратора? Почему светодиод не горит, когда закрыт транзистор?
Всё очень просто, ток потребления встроенного компаратора - единицы микроампер, его не хватает, чтобы открыть исполнительное устройство и им можно пренебречь.
Получается, что если микросхему использовать как стабилитрон (основное её назначение), то мы можем с помощью подбора сопротивлений делителя сделать стабилитрон с любым напряжением стабилизации в пределах 2,5 - 36 вольт (максимальное ограничение по даташиту).

Можно использовать TL431, как обычный компаратор и собрать на ней, терморегулятор.

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 переменным резистором, сработает реле (или какое либо исполнительное устройство) и контактами отключит нагрузку (тэн), или например включит вентиляторы в зависимости от поставленной задачи.
Эта схема обладает малым гистерезисом, и для его увеличения, необходимо вводить ПОС между выводами 1-3, например переменный 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.

Микросхема в схеме мощного блока питания, для питания трансиверов, которая приведена на рисунке 6.

Рис. 6 БП на 13 вольт, 22 ампера.
Источник: vprl.ru
Автор: Николай Петрушов

4 комментария

a_komolow 19 февраля 2013 18:26
Наконец-то нормальная информация. А то на разных сайтах цоколёвка разная
Andruha1990 23 февраля 2013 16:19
Я вообще ничего понять не могу у меня TL431AC, в даташитах цоколевка разная! Здесь тоже не такая...кому верить не понятно!
Natali 23 февраля 2013 17:02
Andruha1990,
здесь правильная цоколевка
Игорь 11 января 2014 19:18
В схеме блока питания есть неточность. Второй вывод микросхемы надо включить после резистора R7, тогда напряжение на выходе блока не будет падать при больших токах нагрузки. Диоды выпрямительного моста зашунтировать конденсаторами по 300пф, уровень шумов станет намного меньше. А в общем очень удачная схема, особенно красива идея с вольтодобавкой на умножителе Д5 и Д6. И чуть не забыл, стабилитрон, защищающий транзисторы от перенапряжения, лучше применить двунаправленный, иначе при срабатывании защиты по току горит транзистор Т5 (это видно по схеме даже пионэру).
Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Войти через
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении:
© 2010-2017 Все права соблюдены.