Spínací obvod tl431 a jeho práca: hlavné prvky - operačný zosilňovač a tranzistor, pinout a analógy zenerovej diódy

Elektronická súčiastka tl 431 je jedným z integrovaných obvodov, ktorých výroba je masovo nasadená od roku 1978. Je široko používaný vo väčšine počítačových zdrojov, televízorov a iných domácich spotrebičov ako presná programovateľná referencia napätia. V praxi existuje niekoľko schém prepínania tl431.

Zariadenie s elektronickým prvkom

Mikroobvod má jednoduchý dizajn, ktorý pozostáva z nasledujúcich prvkov: kryt, operačný zosilňovač (OA), výstupný tranzistor tl431 a zdroj referenčného napätia. Charakteristickým rysom tohto mikroobvodu je, že vykonáva funkcie zenerovej diódy.

Vysoko stabilný zdroj referenčného napätia 2,5 V pripojený k inverznému vstupu operačného zosilňovača (-), emitor tranzistora a zem pomocou dvoch spoločných bodov, v referenčnom tlakovom okruhu je zahrnutý aj kremík dióda. Je navrhnutý tak, aby zabránil vzniku spätného prúdu a chráni pred prepólovaním. Direct input ® je určený pre príjem signálov z iných dosiek, ako aj pre napájanie zosilňovača. Je pripojený cez diódu ku kolektoru tranzistora tiež cez spoločný bod. Výstup operačného zosilňovača je pripojený k základni tranzistora.

Malo by sa pamätať na to, že tranzistor používaný v mikroobvodoch tejto série je schopný vydržať zaťaženie do 0,1 A a 36 V.

Princíp činnosti

Činnosť mikroobvodu je založená na princípe nadmerného napätia aplikovaného na priamy vstup operačného zosilňovača nad referenčným. Keď je U (priame vstupné napätie) menšie alebo rovné Vref (výstupné referenčné napätie), bude také nízke napätie, kvôli ktorému sa tranzistor neotvorí a prúd cez obvod anóda-katóda nebude robiť. Akonáhle U prekročí Vref na výstupe operačného zosilňovača, vytvorí sa napätie, ktoré môže otvoriť tranzistor a prinútiť prúdiť prúd z katódy k anóde, čo spôsobí, že mikroobvod funguje.

Pinout tl341

TL 341 je 3-pinový integrovaný obvod. Každá noha má svoj vlastný názov 1 - referencia (výstup), 2 - anóda (anóda) a 3 - katóda (katóda).

V praxi je pinout rôzne a závisí od typu puzdra zvoleného výrobcom pri výrobe produktu. TL431 je k dispozícii v širokej škále balení, od starodávneho TO-92 až po moderný SOT-23. Pinout tl431, v závislosti od typu puzdra, je znázornený na obrázku 3.

Analógy domácej výroby tl431 sú mikroobvody KR142EN19A a K1156EP5T. Zahraničnými partnermi sú:

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

technické údaje

Hlavné technické vlastnosti mikroobvodu tl 341 sú:

• anódovo-katódové napätie, ktoré sa môže meniť od 2,5 do 36 V;
• anódovo-katódový prúd v rozsahu od 1 mA do 0,01 A;
• presnosť zdroja, v závislosti od prítomnosti písmena za číslami, ak písmeno chýba, potom je tento parameter 2%, prítomný, A (1%) alebo B (0,5%).

Z charakteristík je zrejmé, že mikroobvod môže byť použitý s pomerne širokým rozsahom napätia, avšak prúdová zaťažiteľnosť je veľmi malá. Aby to bolo vážnejšie, do katódového obvodu sú pripojené výkonné tranzistory, ktoré regulujú výstupné parametre.

Schémy zapojenia

Mikroobvod tl 431 je integrovaná zenerova dióda. Má tri schémy prepínania:

• pri 2,48 V (1);
• 3,3 V (2);
• napätím 14 V.

Možnosť 1: 2,48V obvod.

Spínací obvod zenerovej diódy 2,48 V je vybavený jednostupňovým meničom. Priemerný prevádzkový prúd v takomto systéme je 5,3 A. Obvod pozostávajúci z dvoch paralelne zapojených odporov (každý 2,4 a 2,26 kΩ) je namontovaný na ref pin (obvod referenčného napätia). Tieto odpory sú predbežne napájané napätím 5 V, ktoré sa po prechode obvodom zmení na 2,48.

Na zvýšenie citlivosti zenerovej diódy sa používajú rôzne modulátory, hlavne dipólového typu s kapacitou menšou ako 3 pF (picofarad). Zenerove diódy sú pripojené ku katóde.

Možnosť 2: 3,3V spínací obvod.

3,3V obvod využíva aj jednostupňový menič a 1K odpor pripojený ku katóde. Pred odporom je umiestnený 3 V napájací zdroj tretej strany. K (ref) kolíku je pripojený 10 nF kondenzátor pripojený k zemi. Anóda v podobnej schéme je zasadená priamo do zeme a katódové a vstupné obvody sú spojené dvoma spoločnými bodmi.

Problémom tohto spínacieho obvodu je vysoká pravdepodobnosť skratu (skratu). Aby sa znížilo riziko skratu, za zenerovými diódami je namontovaná poistka.

Na zosilnenie signálu sú k výstupu pripojené špeciálne filtre. V takomto spínacom obvode je priemerné napätie a prúd 5 V / 3,5 A a presnosť stabilizácie je menšia ako 3%. Zenerova dióda je pripojená cez vektorový adaptér, takže musíte vybrať tranzistor rezonančného typu.Priemerná kapacita modulátora by mala byť 4,2 pF. Na zvýšenie vodivosti prúdu je možné použiť spúšťače.

Nezávislé zariadenia založené na čipoch

Tento mikroobvod sa používa v napájacích zdrojoch pre televízory a počítače. Na jeho základe je však možné zostaviť nezávislé elektrické obvody, z ktorých niektoré sú:

• stabilizátor prúdu;
• zvukový indikátor.

Prúdový stabilizátor

Prúdový stabilizátor je jedným z najjednoduchších obvodov, ktoré je možné implementovať na mikroobvod tl 341. Pozostáva z nasledujúcich prvkov:

• Zdroj;
• odpor R 1, spojený so spoločným bodom k + silovému vedeniu;
• skratový odpor R 2 na - silové vedenie;
• tranzistor, ktorého emitor je pripojený k - vedeniu cez odpor R 2, kolektor k výstupu - linke a základňa cez spoločný bod ku katóde mikroobvodu;
• mikroobvody tl 341, ktorých anóda je pripojená k - vedeniu pomocou spoločného prúdu a ref pin je pripojený k obvodu emitora tranzistora tiež pomocou spoločného bodu.

Hlavnú úlohu v tomto obvode hrá bočný rezistor R 2, ktorý vďaka spätnej väzbe nastavuje hodnotu, napätie sa rovná 2,5 V. Z tohto dôvodu bude mať výstupný prúd nasledujúci tvar: I = 2,5 / R2.

Zvukový indikátor

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

Takýto zvukový indikátor možno použiť na sledovanie hladiny vody v akejkoľvek nádobe. Snímač je elektronický obvod v puzdre s dvoma vývodnými elektródami z nehrdzavejúcej ocele, z ktorých jedna je umiestnená o 20 mm vyššie ako druhá.

V okamihu kontaktu svoriek snímača s vodou odpor klesá a tl 341 prechádza cez odpory R 1 a R 2 do lineárneho režimu. To prispieva k vzniku autogenácie na rezonančnej frekvencii a vytváraniu zvukového signálu.

Funkčný test multimetrom

Otázku, ako skontrolovať tl431 pomocou multimetra, kladú mnohí. Odpoveď na to je dostatočne jednoduchá na kontrolu mikroobvodu tl341 alebo jeho modifikácie tl431a musíte urobiť nasledovné:

1. Zostavte jednoduchý testovací obvod pomocou mikroobvodu a kľúča.
2. Zatvorte spínací obvod a vykonajte merania. Multimeter by mal ukazovať referenčné napätie 2,5 V.
3. Otvorte obvod a zmerajte. Displej glukomera by mal ukazovať 5V.