Il circuito di commutazione tl431 e il suo lavoro: gli elementi principali: un amplificatore operazionale e un transistor, un pinout e analoghi di un diodo zener

Il componente elettronico tl 431 è uno dei circuiti integrati, la cui produzione è stata messa a flusso di massa dal 1978. È ampiamente utilizzato nella maggior parte degli alimentatori per computer, televisori e altri elettrodomestici come riferimento di tensione programmabile di precisione. In pratica, esistono diversi schemi di commutazione tl431.

Dispositivo elemento elettronico

Il microcircuito ha un design semplice, costituito dai seguenti elementi: un alloggiamento, un amplificatore operazionale (OA), un transistor di uscita tl431 e una sorgente di tensione di riferimento. Una caratteristica di questo microcircuito è che svolge le funzioni di un diodo zener.

Una sorgente di tensione di riferimento di 2,5 volt altamente stabile collegata all'ingresso inverso dell'amplificatore operazionale (-), l'emettitore del transistor e la massa con l'aiuto di due punti comuni, nel circuito di pressione di riferimento è incluso anche uno in silicio diodo. È progettato per prevenire l'accumulo di corrente inversa e protegge dall'inversione di polarità. L'ingresso diretto ® è destinato alla ricezione di segnali da altre schede, nonché all'alimentazione dell'amplificatore. È collegato tramite un diodo al collettore del transistor anche tramite un punto comune. L'uscita dell'amplificatore operazionale è collegata alla base del transistor.

Va ricordato che il transistor utilizzato nei microcircuiti di questa serie è in grado di sopportare carichi fino a 0,1 A e 36 V.

Principio di funzionamento

Il funzionamento del microcircuito si basa sul principio della sovratensione applicata all'ingresso diretto dell'amplificatore operazionale su quello di riferimento. Quando U (tensione di ingresso diretta) è inferiore o uguale a Vref (tensione di riferimento di uscita), sarà una tensione così bassa, a causa della quale il transistor non si aprirà e la corrente attraverso il circuito anodo-catodo non si aprirà da fare. Non appena U supera Vref all'uscita dell'amplificatore operazionale, viene generata una tensione che può aprire il transistor e costringere la corrente a fluire dal catodo all'anodo, il che fa funzionare il microcircuito.

Pinout tl341

TL 341 è un circuito integrato a 3 pin. Ogni gamba ha il proprio nome 1 - riferimento (uscita), 2 - anodo (anodo) e 3 - catodo (catodo).

In pratica il pinout è diverso e dipende dal tipo di alloggiamento scelto dal produttore durante la realizzazione del prodotto. Il TL431 è disponibile in un'ampia varietà di pacchetti, dall'antico TO-92 al moderno SOT-23. Il pinout del tl431, a seconda del tipo di case, è mostrato in Figura 3.

Gli analoghi del tl431 di produzione nazionale sono i microcircuiti KR142EN19A e K1156EP5T. Le controparti estere includono:

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

Specifiche

Le principali caratteristiche tecniche del microcircuito tl 341 sono:

• tensione anodo-catodo, che può variare da 2,5 a 36 V;
• corrente anodo-catodica da 1 mA a 0,01 A;
• precisione della fonte, a seconda della presenza di una lettera dopo i numeri, se la lettera è assente, questo parametro è 2%, presente, A (1%) o B (0,5%).

Dalle caratteristiche si può vedere che il microcircuito può essere utilizzato con un intervallo di tensione abbastanza ampio, ma la capacità di carico di corrente è molto piccola. Per diventare più seri, al circuito catodico sono collegati potenti transistor, che regolano i parametri di uscita.

Schemi di collegamento

Il microcircuito tl 431 è un diodo zener di tipo integrale. Ha tre schemi di commutazione:

• a 2,48 V (1);
• 3, 3V (2);
• di 14 V.

Opzione 1: circuito da 2,48 V.

Il circuito di commutazione del diodo zener da 2,48 volt è dotato di un convertitore a stadio singolo. La corrente operativa media in un tale sistema è di 5,3 A. Un circuito composto da due resistori collegati in parallelo (2,4 e 2,26 kΩ ciascuno) è montato sul pin di riferimento (circuito di tensione di riferimento). Questi resistori vengono forniti preliminarmente con una tensione di 5 V, che, dopo aver attraversato il circuito, si trasforma in 2,48.

Per aumentare la sensibilità del diodo zener vengono utilizzati vari modulatori, principalmente del tipo a dipolo con capacità inferiore a 3 pF (picofarad). I diodi Zener sono collegati al catodo.

Opzione 2: circuito di commutazione da 3,3 V.

Il circuito da 3,3 V utilizza anche un convertitore a stadio singolo e un resistore da 1K collegato al catodo. Un alimentatore da 3 V di terze parti è posizionato davanti alla resistenza. Al pin (ref) è collegato un condensatore da 10 nF collegato a massa. L'anodo in uno schema simile è piantato direttamente a terra e il catodo e i circuiti di ingresso sono collegati da due punti comuni.

Il problema con questo circuito di commutazione è l'alta probabilità di un cortocircuito (cortocircuito). Per ridurre il rischio di cortocircuito, viene montato un fusibile dopo i diodi zener.

Per amplificare il segnale, all'uscita sono collegati filtri speciali. In un tale circuito di commutazione, la tensione e la corrente medie sono 5 V / 3,5 A e la precisione di stabilizzazione è inferiore al 3%. Il diodo zener è collegato tramite un adattatore vettoriale, quindi è necessario selezionare un transistor di tipo risonante.La capacità media del modulatore dovrebbe essere di 4,2 pF. I trigger possono essere utilizzati per aumentare la conduttanza della corrente.

Dispositivi indipendenti basati su chip

Questo microcircuito viene utilizzato negli alimentatori per TV e computer. Tuttavia, sulla sua base, è possibile elaborare circuiti elettrici indipendenti, alcuni dei quali sono:

• stabilizzatore di corrente;
• indicatore sonoro.

Stabilizzatore di corrente

Uno stabilizzatore di corrente è uno dei circuiti più semplici che possono essere implementati su un microcircuito tl 341. Si compone dei seguenti elementi:

• Alimentazione elettrica;
• resistenza R 1 collegata con un punto comune alla linea di alimentazione +;
• resistenza shunt R 2 a - linee elettriche;
• un transistor, il cui emettitore è collegato alla linea - attraverso il resistore R 2, il collettore all'uscita - la linea e la base attraverso un punto comune al catodo del microcircuito;
• tl 341 microcircuiti, il cui anodo è collegato alla linea - utilizzando una corrente comune, e il pin ref è collegato al circuito dell'emettitore del transistor utilizzando anche un punto comune.

Il ruolo principale in questo circuito è giocato dal resistore shunt R 2, che, a causa del feedback, imposta il valore, la tensione è pari a 2,5 V. Per questo motivo, la corrente di uscita assumerà la seguente forma: I = 2,5 / R2.

Indicatore sonoro

L'indicatore sonoro basato su tl 341 è un semplice circuito mostrato in Figura 5

Tale indicatore sonoro può essere utilizzato per monitorare il livello dell'acqua in qualsiasi contenitore. Il sensore è un circuito elettronico in un alloggiamento con due elettrodi di uscita in acciaio inossidabile, uno dei quali si trova 20 mm più in alto dell'altro.

Al momento del contatto dei terminali del sensore con l'acqua, la resistenza diminuisce e tl 341 passa alla modalità lineare attraverso i resistori R 1 e R 2. Ciò contribuisce alla comparsa dell'autogenazione alla frequenza di risonanza e alla formazione di un segnale sonoro.

Test funzionale con multimetro

La domanda su come controllare il tl431 con un multimetro è posta da molti. La risposta è abbastanza semplice da controllare il microcircuito tl341 o la sua modifica tl431a devi fare quanto segue:

1. Costruisci un semplice circuito di prova usando un microcircuito e una chiave.
2. Chiudere il circuito dell'interruttore e prendere le misure. Il multimetro dovrebbe mostrare una tensione di riferimento di 2,5 V.
3. Circuito aperto e misura. Il display del misuratore dovrebbe leggere 5 V.