Spínací obvod tl431 a jeho práce: hlavní prvky - operační zesilovač a tranzistor, pinout a analogy zenerovy diody

Elektronická součástka tl 431 je jedním z integrovaných obvodů, jehož výroba je masově nasazena již od roku 1978. Je široce používán ve většině počítačových napájecích zdrojů, televizorů a dalších domácích spotřebičů jako přesná programovatelná napěťová reference. V praxi existuje několik schémat přepínání tl431.

Zařízení s elektronickým prvkem

Mikroobvod má jednoduchou konstrukci, sestávající z následujících prvků: pouzdro, operační zesilovač (OA), výstupní tranzistor tl431 a zdroj referenčního napětí. Charakteristickým rysem tohoto mikroobvodu je, že plní funkce zenerovy diody.

Vysoce stabilní zdroj referenčního napětí 2,5 V připojený k inverznímu vstupu operačního zesilovače (-), emitor tranzistoru a zem pomocí dvou společných bodů, do referenčního tlakového obvodu je zařazen i jeden křemíkový dioda. Je navržen tak, aby zabránil vzniku zpětného proudu a chránil před přepólováním. Direct input ® je určen pro příjem signálů z jiných desek a také pro napájení zesilovače. Je připojen přes diodu ke kolektoru tranzistoru také přes společný bod. Výstup operačního zesilovače je připojen k bázi tranzistoru.

Je třeba si uvědomit, že tranzistor používaný v mikroobvodech této řady je schopen odolat zatížení až 0,1 A a 36 V.

Princip činnosti

Činnost mikroobvodu je založena na principu přepětí přivedeného na přímý vstup operačního zesilovače přes referenční. Když je U (přímé vstupní napětí) menší nebo rovno Vref (výstupní referenční napětí), bude tak nízké napětí, kvůli kterému se tranzistor neotevře a proud obvodem anoda-katoda nebude dělat. Jakmile U na výstupu operačního zesilovače překročí Vref, vytvoří se napětí, které může otevřít tranzistor a vynutit proudění proudu z katody k anodě, díky čemuž mikroobvod funguje.

Pinout tl341

TL 341 je 3pinový integrovaný obvod. Každá větev má svůj název 1 - reference (výstup), 2 - anoda (anoda) a 3 - katoda (katoda).

V praxi je pinout různé a závisí na typu pouzdra zvoleného výrobcem při výrobě produktu. TL431 je k dispozici v široké škále balíčků, od starověkého TO-92 po moderní SOT-23. Pinout tl431, v závislosti na typu pouzdra, je znázorněn na obrázku 3.

Analogy doma vyráběného tl431 jsou mikroobvody KR142EN19A a K1156EP5T. Mezi zahraniční protějšky patří:

• KA431AZ;
• KIA431;
• HA17431VP;
• IR9431N;
• AME431BxxxxBZ;
• AS431A1D;
• LM431BCM.

Specifikace

Hlavní technické vlastnosti mikroobvodu tl 341 jsou:

• anodovo-katodové napětí, které se může měnit od 2,5 do 36 V;
• anodově-katodický proud v rozsahu od 1 mA do 0,01 A;
• přesnost zdroje, v závislosti na přítomnosti písmene za čísly, pokud písmeno chybí, pak je tento parametr 2 %, přítomen, A (1 %) nebo B (0,5 %).

Z charakteristik je vidět, že mikroobvod může být použit s poměrně širokým rozsahem napětí, ale proudová zatížitelnost je velmi malá. Aby to bylo vážnější, do katodového obvodu jsou připojeny výkonné tranzistory, které regulují výstupní parametry.

Schémata zapojení

Mikroobvod tl 431 je integrální zenerova dioda. Má tři schémata přepínání:

• při 2,48 V (1);
• 3,3 V (2);
• o 14 V.

Možnost 1: obvod 2,48V.

Spínací obvod zenerovy diody 2,48 V je vybaven jednostupňovým měničem. Průměrný provozní proud v takovém systému je 5,3 A. Obvod sestávající ze dvou paralelně zapojených rezistorů (každý 2,4 a 2,26 kΩ) je namontován na ref pin (obvod referenčního napětí). Tyto odpory jsou předběžně napájeny napětím 5 V, které se po průchodu obvodem změní na 2,48.

Pro zvýšení citlivosti zenerovy diody se používají různé modulátory, převážně dipólového typu s kapacitou menší než 3 pF (picofarad). Ke katodě jsou připojeny Zenerovy diody.

Možnost 2: 3,3V spínací obvod.

Obvod 3,3V dále využívá jednostupňový převodník a 1K rezistor připojený ke katodě. Před odporem je umístěn 3V napájecí zdroj třetí strany. K (ref) pinu je připojen kondenzátor 10 nF připojený k zemi. Anoda v podobném schématu je zasazena přímo do země a katoda a vstupní obvody jsou spojeny dvěma společnými body.

Problémem tohoto spínacího obvodu je vysoká pravděpodobnost zkratu (zkratu). Aby se snížilo riziko zkratu, je za zenerovými diodami namontována pojistka.

Pro zesílení signálu jsou na výstup připojeny speciální filtry. V takovém spínacím obvodu je průměrné napětí a proud 5 V / 3,5 A a přesnost stabilizace je menší než 3%. Zenerova dioda je připojena přes vektorový adaptér, takže je třeba vybrat rezonanční typ tranzistoru.Průměrná kapacita modulátoru by měla být 4,2 pF. Ke zvýšení vodivosti proudu lze použít spouštěče.

Nezávislá zařízení založená na čipu

Tento mikroobvod se používá v napájecích zdrojích pro televizory a počítače. Na jeho základě je však možné sestavit nezávislé elektrické obvody, z nichž některé jsou:

• stabilizátor proudu;
• zvukový indikátor.

Stabilizátor proudu

Proudový stabilizátor je jedním z nejjednodušších obvodů, které lze implementovat na mikroobvod tl 341. Skládá se z následujících prvků:

• zdroj napájení;
• odpor R 1, připojený společným bodem k + silovému vedení;
• bočníkový odpor R 2 na - silové vedení;
• tranzistor, jehož emitor je připojen k - vedení přes odpor R 2, kolektor k výstupu - vedení a báze přes společný bod ke katodě mikroobvodu;
• tl 341 mikroobvody, jejichž anoda je připojena k vedení pomocí společného proudu a ref pin je připojen k obvodu emitoru tranzistoru rovněž pomocí společného bodu.

Hlavní roli v tomto zapojení hraje bočníkový rezistor R 2, který díky zpětné vazbě nastavuje hodnotu, napětí je rovno 2,5 V. Z tohoto důvodu bude mít výstupní proud následující tvar: I = 2,5 / R2.

Zvukový indikátor

Zvukový indikátor založený na tl 341 je jednoduchý obvod znázorněný na obrázku 5

Takový zvukový indikátor lze použít ke sledování hladiny vody v jakékoli nádobě. Snímač je elektronický obvod v pouzdře se dvěma vývodovými elektrodami z nerezové oceli, z nichž jedna je umístěna o 20 mm výše než druhá.

V okamžiku kontaktu svorek snímače s vodou odpor klesá a tl 341 přechází přes odpory R 1 a R 2 do lineárního režimu. To přispívá ke vzniku autogenace na rezonanční frekvenci a vytvoření zvukového signálu.

Funkční test multimetrem

Otázku, jak zkontrolovat tl431 pomocí multimetru, klade mnoho. Odpověď na to je dostatečně jednoduchá, abyste zkontrolovali mikroobvod tl341 nebo jeho modifikaci tl431a musíte udělat následující:

1. Sestavte jednoduchý testovací obvod pomocí mikroobvodu a klíče.
2. Uzavřete spínací obvod a proveďte měření. Multimetr by měl ukazovat referenční napětí 2,5 V.
3. Otevřete obvod a změřte. Displej měřiče by měl ukazovat 5 V.