ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ ડિઝાઇન કરતી વખતે, ઘણી વખત લો-પાવર વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર અથવા સંદર્ભ વોલ્ટેજ સ્ત્રોતની જરૂર હોય છે. સંખ્યાબંધ નિશ્ચિત વોલ્ટેજ અનિયંત્રિત સંકલિત વોલ્ટેજ નિયમનકારો દ્વારા આવરી લેવામાં આવે છે. નિયંત્રિત રાશિઓ પર બાંધવામાં આવે છે LM317 ચિપપરંતુ તેના કેટલાક સહજ ગેરફાયદા છે અને ઘણી વખત અતિશય કાર્યક્ષમતા છે. ઘણા કિસ્સાઓમાં સમસ્યા TL431 ચિપ દ્વારા ઉકેલવામાં આવશે, જે તમને સ્થિર વોલ્ટેજનો લો-પાવર સ્ત્રોત મેળવવા માટે પરવાનગી આપે છે, જે 2.5 થી 36 V સુધી એડજસ્ટ કરી શકાય છે.
સામગ્રી
TL431 ચિપ શું છે
વીસમી સદીના સિત્તેરના દાયકામાં વિકસિત આ માઇક્રોસર્કિટને ઘણીવાર "રેગ્યુલેટેડ રેગ્યુલેટર" કહેવામાં આવે છે અને સ્કીમેટિકમાં તેને બે ક્લાસિક પિન - એનોડ અને કેથોડ સાથે રેગ્યુલેટર તરીકે સૂચવવામાં આવે છે. ત્યાં ત્રીજી લીડ પણ છે, જેનો હેતુ પછીથી ચર્ચા કરવામાં આવશે. માઇક્રોએસેમ્બલી એ જેવો દેખાય છે સ્ટેબિલિટ્રોન તે બિલકુલ માઇક્રોકપ્લર જેવું લાગતું નથી. તે કેટલાક હાઉસિંગ વેરિઅન્ટ્સમાં, એક સામાન્ય માઇક્રોસિર્કિટ તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે.શરૂઆતમાં સંસ્કરણો ફક્ત સાચા છિદ્રવાળા બોર્ડ માટે જ બનાવવામાં આવ્યા હતા, એસએમડી-ટેક્નોલોજીના વિકાસ સાથે TL431 એ સપાટી પર માઉન્ટ કરવા માટેના પેકેજોમાં "પેક" કરવાનું શરૂ કર્યું, જેમાં વિવિધ સંખ્યામાં પિન સાથે લોકપ્રિય એસઓટીનો સમાવેશ થાય છે. ઓપરેશન માટે જરૂરી પિનની ન્યૂનતમ સંખ્યા 3 છે. કેટલાક પેકેજોમાં વધુ પિન હોય છે. સરપ્લસ પિન ક્યાં તો ક્યાંય જોડાયેલ નથી અથવા ડુપ્લિકેટ છે.
TL431 મુખ્ય લક્ષણો
મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ, જેનું જ્ઞાન ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ્સની ડિઝાઇનમાં ઉદ્ભવતા કાર્યોના 90+ ટકા કરવા માટે પૂરતું છે:
- આઉટપુટ વોલ્ટેજની મર્યાદા 2.5...36V છે (આને માઈનસ ગણી શકાય, કારણ કે આધુનિક નિયમનકારોની 1.5V ની ઓછી મર્યાદા છે);
- મહત્તમ વર્તમાન 100 mA છે (તે નાનું છે અને સરેરાશ પાવર રેગ્યુલેટર સાથે સરખાવી શકાય છે, તેથી તે માઇક્રોસિર્કિટને ઓવરલોડ કરવા યોગ્ય નથી કારણ કે તેની પાસે કોઈ સુરક્ષા નથી);
- આંતરિક પ્રતિકાર (સમકક્ષ બાયપોલરનો અવરોધ) લગભગ 0,22 ઓહ્મ છે;
- ગતિશીલ પ્રતિકાર - 0,2...0,5 ઓહ્મ;
- Uref=2.495 V, ચોકસાઈ - શ્રેણી પર આધાર રાખીને, ±0.5% થી ±2%;
- TL431C માટે ઓપરેટિંગ તાપમાન શ્રેણી 0...70 °С છે, TL431A માટે - માઈનસ 40...85 °С.
તાપમાન ગ્રાફ સહિત અન્ય લાક્ષણિકતાઓ ડેટાશીટમાં મળી શકે છે. જો કે, મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં તમારે તેમની જરૂર પડશે નહીં.
પિન સોંપણી અને કામગીરી
ચિપની આંતરિક રચનાનું વિશ્લેષણ કરતી વખતે, તે સ્પષ્ટ થાય છે કે નિયમનકાર સાથે સરખામણી પરંપરાગત છે.
TL431 સૌથી વધુ એક તુલનાકાર જેવું લાગે છે. ઇન્વર્ટિંગ આઉટપુટમાં 2.5V નો સંદર્ભ વોલ્ટેજ Vref છે. આ વોલ્ટેજ સ્થિર છે, તેથી આઉટપુટ પણ સ્થિર રહેશે. નોન-ઇનવર્ટિંગ આઉટપુટ બહાર લાવવામાં આવે છે. જો તેના પર લાગુ થયેલ વોલ્ટેજ સંદર્ભ વોલ્ટેજ કરતા વધારે ન હોય, તો તુલનાત્મક આઉટપુટ તુલનાત્મક આઉટપુટ શૂન્ય, ટ્રાન્ઝિસ્ટર બંધ છે, કોઈ વર્તમાન પ્રવાહ નથી.જો ડાયરેક્ટ ઇનપુટ પર વોલ્ટેજ 2.5 V કરતાં વધી જાય, તો વિભેદક એમ્પ્લીફાયરનું આઉટપુટ હકારાત્મક છે, ટ્રાન્ઝિસ્ટર ખુલે છે અને તેમાંથી પ્રવાહ વહેવા લાગે છે. આ પ્રવાહ બાહ્ય પ્રતિકાર દ્વારા મર્યાદિત છે. આ વર્તણૂક સ્થિરતા ડાયોડના હિમપ્રપાત ભંગાણ જેવું લાગે છે જ્યારે તેના પર વિપરીત વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે. ડાયોડ રિવર્સ સર્કિટરી સામે રક્ષણ આપવા માટે રચાયેલ છે.
મહત્વપૂર્ણ! સંદર્ભ વોલ્ટેજનો પિન ક્યાંય પણ કનેક્ટેડ ન હોવો જોઈએ, તેને ઓછામાં ઓછો 4 µA નો પ્રવાહ જરૂરી છે.
વાસ્તવમાં, આ સર્કિટ પણ શરતી છે - તે માત્ર કાર્યની પ્રકૃતિ સમજાવવા માટે યોગ્ય છે. વાસ્તવમાં, બધું અન્ય સિદ્ધાંતો અનુસાર લાગુ કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સર્કિટની અંદર, તમે 2.5V સંદર્ભ વોલ્ટેજ સાથે કોઈ બિંદુ શોધી શકતા નથી.
કનેક્શન ડાયાગ્રામના ઉદાહરણો
TL431 સર્કિટ માટેના વિકલ્પોમાંથી એક સામાન્ય તુલનાત્મક છે. તમે તેના પર કેટલાક થ્રેશોલ્ડ રિલે બનાવી શકો છો - ઉદાહરણ તરીકે, લેવલ રિલે, લાઇટ રિલે, વગેરે. માત્ર તેનો સંદર્ભ વોલ્ટેજ સ્ત્રોત બિલ્ટ-ઇન છે અને તેને એડજસ્ટ કરી શકાતો નથી, તેથી સેન્સર દ્વારા વર્તમાન અને વોલ્ટેજ ડ્રોપને નિયંત્રિત કરો.
જલદી સેન્સર 2.5 V ડ્રોપ કરે છે, ચિપનું આઉટપુટ ટ્રાંઝિસ્ટર ખુલે છે, LEDમાંથી પ્રવાહ વહે છે અને તે પ્રકાશિત થાય છે. LED ને બદલે તમે લોડને સ્વિચ કરવા માટે લો-પાવર રિલે અથવા ટ્રાન્ઝિસ્ટર સ્વીચનો ઉપયોગ કરી શકો છો. રેઝિસ્ટર R1 સાથે તમે તુલનાકારના પ્રતિભાવ સ્તરને સમાયોજિત કરી શકો છો. R2 બેલાસ્ટ તરીકે સેવા આપે છે અને LED દ્વારા વર્તમાનને મર્યાદિત કરે છે.
પરંતુ આવા સમાવેશ TL431 ની તમામ શક્યતાઓનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપતું નથી - તુલનાત્મક અન્ય કોઈપણ ચિપ પર બનાવી શકાય છે જે આવા રિલે માટે વધુ યોગ્ય છે. આ જ એસેમ્બલી અન્ય હેતુઓ માટે રચાયેલ છે.
સમાંતર સ્ટેબિલાઇઝર મોડમાં TL431 ચાલુ કરવા માટેનું સૌથી સરળ સર્કિટ એ 2.5V સંદર્ભ વોલ્ટેજ સ્ત્રોત છે. આ માટે તમારે માત્ર એક બાલ્સ્ટની જરૂર છે રેઝિસ્ટર, જે આઉટપુટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર દ્વારા વર્તમાનને મર્યાદિત કરશે.
મહત્વપૂર્ણ! AVR ના ક્લાસિક સર્કિટથી વિપરીત, તમારે આઉટપુટની સમાંતરમાં કેપેસિટર ઇન્સ્ટોલ કરવું જોઈએ નહીં. આ પરોપજીવી ઓસિલેશન તરફ દોરી શકે છે. સામાન્ય રીતે તેની જરૂર નથી, કારણ કે વિકાસકર્તાઓએ આઉટપુટ પર અવાજ ઘટાડવા માટે પગલાં લીધાં છે. પરંતુ તેના કારણે સામાન્ય સ્ટેબિલિટ્રોન જેવા અવાજ જનરેટરના આધાર તરીકે ચિપનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી.
પ્રતિરોધકો R1 અને R2 દ્વારા રચાયેલા પ્રતિસાદ સર્કિટમાં ચિપની ક્ષમતાઓનો વધુ સંપૂર્ણ ઉપયોગ થાય છે.
જ્યારે પાવર લાગુ કરવામાં આવે છે ત્યારે આઉટપુટ વોલ્ટેજ વધે છે અને થોડા માઇક્રોસેકન્ડ્સ માટે સ્થિર થાય છે (ઘણો દર નિયમન થતો નથી). ઉસ્તાબ દ્વારા સેટ કરવામાં આવે છે વિભાજક દ્વારા, તે સૂત્ર Ustab=2,495*(1+R2/R1) દ્વારા ગણતરી કરી શકાય છે. ગણતરી કરતી વખતે, તે ધ્યાનમાં રાખવું જોઈએ કે આ જોડાણ સાથે આંતરિક પ્રતિકાર (1+R2/R1) ગણો વધે છે.
વધારાનો સમાવેશ કરીને, ક્લાસિક રીતે નિયમનકારની લોડ ક્ષમતા વધારવી શક્ય છે બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર.
મહત્વપૂર્ણ! ટ્રાન્ઝિસ્ટર ફીડબેક લૂપ સર્કિટમાં શામેલ હોવું આવશ્યક છે.
આવા સમાવેશ સર્કિટને સમાંતર સ્ટેબિલાઇઝરમાં રૂપાંતરિત કરે છે, જેમાં ઇનપુટ વોલ્ટેજને આઉટપુટ વોલ્ટેજ કરતાં વધી જવું જરૂરી છે. તેની કાર્યક્ષમતા Uin/Uin રેશિયો કરતાં વધી શકતી નથી. આ રેગ્યુલેટરના પરિમાણોને બગાડે છે, તેથી ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરવો વધુ સારું છે, તેમાં ઓછા વોલ્ટેજ ડ્રોપ છે.
ઇનપુટ અને આઉટપુટ વોલ્ટેજ વચ્ચે ઓછા જરૂરી તફાવતને કારણે અહીં કાર્યક્ષમતા વધારે છે, પરંતુ તમારે ટ્રાંઝિસ્ટર ગેટ માટે વધારાના પાવર સપ્લાયની જરૂર છે - તેનું વોલ્ટેજ Uin/out કરતા વધારે હોવું જોઈએ.
તમે TL431 સાથે વર્તમાન નિયમનકાર બનાવી શકો છો.
કલેક્ટર સર્કિટ કરંટ Istab=Vref/R1 બરાબર હશે.
જો સમાન સર્કિટને બાયપોલર તરીકે સમાવવામાં આવેલ હોય, તો તમને વર્તમાન લિમિટર મળે છે.
વર્તમાન Io=Vref/R1+Ika પર મર્યાદિત રહેશે. બેલાસ્ટ રેઝિસ્ટરનું રેટિંગ શરતો Rb=Uinh(Io/hfe+Ika), જ્યાં hfe એ ટ્રાંઝિસ્ટર ગેઇન છે તેમાંથી પસંદ કરવું આવશ્યક છે.તે મલ્ટિમીટરથી માપી શકાય છે, જેમાં આવા કાર્ય છે.
રેડિયો એમેચ્યોર્સ બિન-માનક સમાવેશમાં પણ માઇક્રોસર્કિટ્સનો ઉપયોગ કરે છે. TL431 સ્વ-ઉત્તેજનાનું વલણ ધરાવે છે, જે એક ગેરલાભ છે. પરંતુ તે વોલ્ટેજ નિયંત્રિત ઓસિલેટર તરીકે તેનો ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે. આ હેતુ માટે આઉટપુટ પર કેપેસિટર સ્થાપિત થયેલ છે.
એનાલોગ શું છે
ઇલેક્ટ્રોનિક્સના પ્રોફેશનલ્સ અને એમેચ્યોર્સની દુનિયામાં માઇક્રોસર્કિટની ઉચ્ચ લોકપ્રિયતા છે. તેથી, તે ઘણા ઉત્પાદકો દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. વિશ્વ વિખ્યાત કંપનીઓ ટેક્સાસ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ (ડેવલપર તરીકે), મોટોરોલા, ફેરચાઇલ્ડ સેમિકન્ડક્ટર અને અન્ય મૂળ નામ હેઠળ ચિપનું ઉત્પાદન કરે છે. Vref=2.75 V અને મહત્તમ ઓપરેટિંગ પ્રવાહના દોઢ ગણા સાથે અગાઉ ઉત્પાદિત TL430 સ્ટેબિલાઇઝરનો ઉલ્લેખ ન કરવો અશક્ય છે. પરંતુ આ ચિપની માંગ ઓછી હતી, અને તે SMD-માઉન્ટિંગના યુગ સુધી ટકી શકી ન હતી.
અન્ય ઉત્પાદકો અન્ય અક્ષર સૂચકાંકો સાથે વોલ્ટેજ નિયમનકારોનું ઉત્પાદન કરે છે, પરંતુ તેમના નામોમાં 431 નંબર હોવા જરૂરી છે (અન્યથા ગ્રાહક અજાણી ચિપ પર ધ્યાન આપશે નહીં). બજારમાં ત્યાં છે:
- KA431AZ;
- KIA431;
- HA17431VP;
- IR9431N
અને અન્ય ચિપ્સ જે કાર્યમાં સમાન છે. પરંતુ ઓછા જાણીતા અને અજાણ્યા ઉત્પાદકોના ઉત્પાદનો મેચિંગ પરિમાણોની બાંયધરી આપતા નથી.
ત્યાં એક ઘરેલું એનાલોગ છે - KR142EN19A, KT-26 (ઓછી-પાવર ટ્રાંઝિસ્ટરની જેમ) ના કિસ્સામાં ઉત્પન્ન થાય છે. તે મૂળ ચિપ સાથે સંપૂર્ણપણે સમાન છે, પરંતુ કેટલીક લાક્ષણિકતાઓ થોડી અલગ છે. ઉદાહરણ તરીકે, આંતરિક પ્રતિકાર <0.5 ઓહ્મ સુધી સામાન્ય કરવામાં આવે છે.
SG6105 PWM નિયંત્રક પણ નોંધનીય છે. તેમાં બે આંતરિક સ્ટેબિલાઇઝર્સ છે, જે સંપૂર્ણપણે TL431 સમાન છે. તેમની પાસે અલગ પિન છે અને તેનો સંદર્ભ વોલ્ટેજ સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે.
TL431 ચિપ કામ કરે છે કે કેમ તે કેવી રીતે તપાસવું
માઇક્રોકિરકીટમાં એક જગ્યાએ જટિલ આંતરિક માળખું છે, તેથી તેને એક ટેસ્ટર સાથે ચકાસવું શક્ય નથી.કોઈ પણ સંજોગોમાં, તમારે અમુક પ્રકારની સર્કિટ એસેમ્બલ કરવી પડશે. જો એડજસ્ટેબલ પાવર સપ્લાય હોય, તો તમારે ત્રણ રેઝિસ્ટર અને LEDની જરૂર પડશે.
પાવર સપ્લાયનું વોલ્ટેજ 36V કરતા વધુ ન હોવું જોઈએ. આર 1 પસંદ કરવામાં આવે છે જેથી મહત્તમ વોલ્ટેજ પર એલઇડી દ્વારા પ્રવાહ 10-15 એમએ કરતા વધુ ન હોય. R1 થી R3 નો ગુણોત્તર એવો હોવો જોઈએ કે મહત્તમ સ્ત્રોત વોલ્ટેજ પર, 2.5 V કરતાં વધુ R3 પર પડે અથવા વધુ સારું, 3 કરતાં વધુ. જ્યારે આઉટપુટ વોલ્ટેજ 0V થી વધે ત્યાં સુધી R3 પર થ્રેશોલ્ડ ન પહોંચે ત્યાં સુધી LED ફ્લેશ થશે. અને તેનો અર્થ એ છે કે ચિપ બરાબર છે. તમે એલઇડી સેટ કરી શકતા નથી, પરંતુ માત્ર કેથોડ પર વોલ્ટેજ માપો - તે પગલાવાર રીતે બદલાવું જોઈએ.
જો ત્યાં કોઈ નિયમન કરેલ સ્ત્રોત નથી, પરંતુ સતત વોલ્ટેજ સાથે પાવર સપ્લાય છે, તો તમારે R3 ને બદલે પોટેન્ટિઓમીટરનો ઉપયોગ કરવો પડશે. જ્યારે તમે સ્લાઇડરને બંને દિશામાં ફેરવો છો, ત્યારે LED ચાલુ અને બંધ થવી જોઈએ.
ઈલેક્ટ્રોનિક કમ્પોનન્ટ્સ માર્કેટ ઈન્ટિગ્રેટેડ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટરની ખૂબ જ વિશાળ શ્રેણી ઓફર કરે છે. પણ એપ્લીકેશન વિસ્તાર ખૂબ જ વ્યાપક છે, તેથી બજારમાં ઘણા પ્રકારના IC નું વિશિષ્ટ સ્થાન છે. TL431 નો સમાવેશ થાય છે.
સંબંધિત લેખો:
