Obwód przełączający tl431 i jego działanie: główne elementy - wzmacniacz operacyjny i tranzystor, pinout i analogi diody Zenera

Element elektroniczny tl 431 jest jednym z układów scalonych, którego produkcja od 1978 r. zaczęła masowo. Jest szeroko stosowany w większości zasilaczy komputerowych, telewizorach i innych urządzeniach domowych jako precyzyjne programowalne napięcie odniesienia. W praktyce istnieje kilka schematów przełączania tl431.

Urządzenie elementu elektronicznego

Mikroukład ma prostą konstrukcję, składającą się z następujących elementów: obudowy, wzmacniacza operacyjnego (OA), wyjściowego tranzystora tl431 i źródła napięcia odniesienia. Cechą tego mikroukładu jest to, że pełni on funkcje diody Zenera.

Wysoce stabilne źródło napięcia odniesienia 2,5 V podłączone do odwrotnego wejścia wzmacniacza operacyjnego (-), emiter tranzystora i masa za pomocą dwóch wspólnych punktów, krzemowy jest również zawarty w obwodzie ciśnienia odniesienia dioda. Został zaprojektowany, aby zapobiegać gromadzeniu się prądu wstecznego i chroni przed odwróceniem polaryzacji. Direct input® jest przeznaczony do odbioru sygnałów z innych płytek, a także do zasilania wzmacniacza. Jest połączony przez diodę z kolektorem tranzystora również przez wspólny punkt. Wyjście wzmacniacza operacyjnego jest połączone z podstawą tranzystora.

Należy pamiętać, że tranzystor stosowany w mikroukładach tej serii jest w stanie wytrzymać obciążenia do 0,1 A i 36 V.

Zasada działania

Działanie mikroukładu opiera się na zasadzie nadmiernego napięcia przyłożonego do bezpośredniego wejścia wzmacniacza operacyjnego nad referencyjnym. Gdy U (bezpośrednie napięcie wejściowe) jest mniejsze lub równe Vref (napięcie odniesienia wyjściowego), będzie tak niskie napięcie, dzięki któremu tranzystor nie otworzy się, a prąd przez obwód anoda-katoda nie będzie do zrobienia. Gdy tylko U przekroczy Vref na wyjściu wzmacniacza operacyjnego, generowane jest napięcie, które może otworzyć tranzystor i wymusić przepływ prądu z katody do anody, co powoduje działanie mikroukładu.

Pinout tl341

TL 341 to 3-pinowy układ scalony. Każda noga ma swoją nazwę 1 - odniesienie (wyjście), 2 - anoda (anoda) i 3 - katoda (katoda).

W praktyce pinout jest inny i zależy od rodzaju obudowy wybranego przez producenta podczas wytwarzania produktu. TL431 jest dostępny w szerokiej gamie pakietów, od starożytnego TO-92 do nowoczesnego SOT-23. Pinout tl431 w zależności od typu obudowy pokazano na rysunku 3.

Analogami produkowanego w kraju tl431 są mikroukłady KR142EN19A i K1156EP5T. Zagraniczne odpowiedniki obejmują:

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

Specyfikacje

Główne cechy techniczne mikroukładu tl 341 to:

• napięcie anodowo-katodowe, które może wahać się od 2,5 do 36 V;
• prąd anodowo-katodowy w zakresie od 1 mA do 0,01 A;
• dokładność źródła, w zależności od obecności litery po liczbach, jeśli litera jest nieobecna, to ten parametr wynosi 2%, obecny, A (1%) lub B (0,5%).

Z charakterystyki widać, że mikroukład może być używany z dość szerokim zakresem napięcia, jednak obciążalność prądowa jest bardzo mała. Mówiąc poważniej, do obwodu katodowego podłączone są potężne tranzystory, które regulują parametry wyjściowe.

Schematy połączeń

Mikroukład tl 431 jest integralną diodą Zenera. Ma trzy schematy przełączania:

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

Opcja 1: obwód 2,48V.

Obwód przełączający diody Zenera o napięciu 2,48 V jest wyposażony w jednostopniowy konwerter. Średni prąd roboczy w takim układzie wynosi 5,3 A. Obwód składający się z dwóch równolegle połączonych oporników (każdy 2,4 i 2,26 kΩ) jest zamontowany na bolcu odniesienia (obwód napięcia odniesienia). Rezystory te są wstępnie zasilane napięciem 5 V, które po przejściu przez obwód zmienia się na 2,48.

W celu zwiększenia czułości diody Zenera stosuje się różne modulatory, głównie typu dipolowego o pojemności mniejszej niż 3 pF (pikofarad). Do katody podłączone są diody Zenera.

Opcja 2: obwód przełączający 3,3 V.

Obwód 3,3 V wykorzystuje również jednostopniowy konwerter i rezystor 1K podłączony do katody. Zasilacz 3 V innej firmy jest umieszczony przed opornikiem. Kondensator 10 nF podłączony do masy jest podłączony do pinu (ref). Anoda w podobnym schemacie jest posadzona bezpośrednio na ziemi, a obwody katody i wejściowe są połączone dwoma wspólnymi punktami.

Problem z tym obwodem przełączającym polega na wysokim prawdopodobieństwie zwarcia (zwarcia). Aby zmniejszyć ryzyko zwarcia, za diodami Zenera montowany jest bezpiecznik.

Aby wzmocnić sygnał, do wyjścia podłączone są specjalne filtry. W takim obwodzie przełączającym średnie napięcie i prąd wynoszą 5 V / 3,5 A, a dokładność stabilizacji jest mniejsza niż 3%. Dioda Zenera jest podłączona przez adapter wektorowy, więc musisz wybrać tranzystor typu rezonansowego.Średnia pojemność modulatora powinna wynosić 4,2 pF. Wyzwalacze można wykorzystać do zwiększenia przewodności prądu.

Niezależne urządzenia oparte na chipach

Ten mikroukład jest używany w zasilaczach do telewizorów i komputerów. Jednak na jego podstawie można sporządzić niezależne obwody elektryczne, z których niektóre to:

• obecny stabilizator;
• wskaźnik dźwiękowy.

Aktualny stabilizator

Stabilizator prądu jest jednym z najprostszych obwodów, które można zaimplementować w mikroukładzie tl 341. Składa się z następujących elementów:

• zasilacz;
• rezystancja R 1, połączona wspólnym punktem z linią energetyczną +;
• rezystancja bocznikowa R 2 do - linia energetyczna;
• tranzystor, którego emiter jest podłączony do - linii przez rezystor R 2, kolektora do wyjścia - linii i podstawy przez wspólny punkt do katody mikroukładu;
• tl 341 mikroukładów, których anoda jest podłączona do linii - za pomocą wspólnego prądu, a pin ref jest podłączony do obwodu emitera tranzystora również za pomocą wspólnego punktu.

Główną rolę w tym obwodzie odgrywa rezystor bocznikowy R 2, który ze względu na sprzężenie zwrotne ustawia wartość, napięcie wynosi 2,5 V. Z tego powodu prąd wyjściowy przyjmie następującą postać: I = 2,5 / R2.

Wskaźnik dźwięku

Wskaźnik dźwiękowy oparty na tl 341 to prosty obwód pokazany na rysunku 5

Taki sygnalizator dźwiękowy można wykorzystać do monitorowania poziomu wody w dowolnym pojemniku. Czujnik jest obwodem elektronicznym w obudowie z dwiema elektrodami wyprowadzeniami wykonanymi ze stali nierdzewnej, z których jedna znajduje się 20 mm wyżej od drugiej.

W momencie zetknięcia zacisków czujnika z wodą rezystancja maleje i tl 341 przechodzi w tryb liniowy przez rezystory R 1 i R 2. Przyczynia się to do pojawienia się autogenacji przy częstotliwości rezonansowej i powstania sygnału dźwiękowego.

Test funkcjonalny za pomocą multimetru

Pytanie, jak sprawdzić tl431 za pomocą multimetru, jest zadawane przez wielu. Odpowiedź na to jest wystarczająco prosta, aby sprawdzić mikroukład tl341 lub jego modyfikację tl431a musisz wykonać następujące czynności:

1. Zbuduj prosty obwód testowy za pomocą mikroukładu i klucza.
2. Zamknij obwód przełącznika i wykonaj pomiary. Multimetr powinien wskazywać napięcie odniesienia 2,5 V.
3. Otwórz obwód i zmierz. Wyświetlacz miernika powinien wskazywać 5 V.