Cum funcționează regulatorul de șunt TL431, foaie de date, aplicație

În această postare aflăm cum funcționează un regulator de șunt IC în circuitele SMPS. Luăm exemplul popularului dispozitiv TL431 și încercăm să înțelegem utilizarea acestuia în circuitele electronice prin câteva note de aplicație.

Specificatii Electrice

Tehnic dispozitivul TL431 este numit regulator de șunt programabil, în termeni simpli poate fi înțeles ca o diodă zener reglabilă.

Să aflăm mai multe despre specificațiile și notele de aplicație.

TL431 este atribuit cu următoarele caracteristici principale:

• Tensiunea de ieșire reglabilă sau programabilă de la 2,5 V (referință minimă) până la 36 volți.
• Impedanță de ieșire dinamică scăzută, în jur de 0,2 Ohm.
• Capacitate de manipulare a curentului chiuvetei până la maximum 100mA
• Spre deosebire de zenerii normali, generarea de zgomot este neglijabilă.
• Comutarea rapidă a răspunsului.

Cum funcționează IC TL431?

TL431 este un tranzistor cu trei pini, cum ar fi (cum ar fi BC547), un regulator de tensiune reglabil sau programabil.
Tensiunea de ieșire poate fi dimensionată folosind doar două rezistențe peste ieșirile specificate ale dispozitivului.

Diagrama de mai jos prezintă diagrama bloc internă a dispozitivului și, de asemenea, denumirile pin out.

Următoarea diagramă indică ieșirile pin ale dispozitivului real. Să vedem cum acest dispozitiv poate fi configurat în circuite practice.

Exemple de circuite folosind TL431

Circuitul de mai jos arată modul în care dispozitivul de mai sus TL431 poate fi utilizat ca un regulator de șunt tipic.

Figura de mai sus arată cum, cu ajutorul a doar câteva rezistențe, TL431 poate fi conectat ca un regulator de șunt pentru generarea de ieșiri între 2,5v și 36v. R1 este un rezistor variabil care este utilizat pentru reglarea tensiunii de ieșire.

Rezistorul de serie la intrarea pozitivă de alimentare poate fi calculat folosind legea lui Ohm:

R = Vi / I = Vi / 0,1

Aici Vi este intrarea de alimentare care trebuie să fie sub 35 V. 0,1 sau 100 mA este specificația maximă de curent de manevrare a CI și R este rezistența în ohmi.

Calcularea rezistențelor regulatorului de șunt

Următoarea formulă este valabilă pentru dobândirea valorilor diferitelor componente utilizate pentru fixarea tensiunii de șunt.

Vo = (1 + R1 / R2) Vref

În cazul în care un 78XX trebuie utilizat împreună cu dispozitivul, poate fi utilizat următorul circuit:

Pământul catodului TL431 este conectat cu pinul de împământare al 78XX. Ieșirea de la 78XX IC este conectată la rețeaua de divizare a potențialului care determină tensiunea de ieșire.

Părțile pot fi identificate prin formula prezentată în diagramă.

Configurațiile de mai sus sunt limitate la un curent maxim de 100 mA la ieșire. Pentru a obține curent mai mare, poate fi utilizat un tampon de tranzistor, așa cum se arată în circuitul următor.

În diagrama de mai sus, cea mai mare parte a plasării pieselor este similară cu primul proiect al regulatorului de șunt, cu excepția faptului că aici catodul este prevăzut cu un rezistor la pozitiv și punctul devine, de asemenea, declanșatorul de bază al tranzistorului tampon conectat.

Curentul de ieșire va depinde de magnitudinea curentului pe care tranzistorul îl poate scufunda.

În diagrama de mai sus putem vedea două rezistențe ale căror valori nu sunt menționate, unul în serie cu linia de alimentare de intrare, altul la baza tranzistorului PNP.

Rezistența de pe partea de intrare limitează curentul maxim tolerabil care poate fi scufundat sau manevrat de tranzistorul PNP. Acest lucru poate fi calculat în același mod ca cel discutat anterior pentru prima diagramă a regulatorului TL431. Acest rezistor protejează tranzistorul de ardere datorită scurtcircuitului la ieșire.

Rezistența de la baza tranzistorului nu este critică și poate alege în mod arbitrar ceva între 1k și 4k7.

Domenii de aplicare ale IC TL431

Deși configurațiile de mai sus pot fi utilizate în orice loc în care pot fi necesare setări și referințe de tensiune de precizie, este utilizat pe scară largă în circuitele SMPS în zilele noastre pentru a genera tensiune de referință precisă pentru cuplajul opto conectat, care la rândul său solicită mosfetului de intrare al SMPS să regleze tensiunea de ieșire exact la nivelurile dorite.

Pentru mai multe informații, accesați https://www.fairchildsemi.com/ds/TL/TL431A.pdf