전자 회로를 설계할 때 종종 저전력 전압 조정기 또는 기준 전압 소스가 필요합니다. 조정되지 않은 통합 전압 조정기는 여러 고정 전압을 처리합니다. 규제 대상은 LM317 칩그러나 고유한 단점과 종종 과도한 기능이 있습니다. 대부분의 경우 문제는 TL431 칩으로 해결되며, 이를 통해 2.5V에서 36V까지 조정할 수 있는 안정적인 전압의 저전력 소스를 얻을 수 있습니다.
TL431 칩이란?
20세기의 70년대에 개발된 이 미세 회로는 종종 "조절된 조절기"라고 불리며 회로도에서는 양극과 음극의 두 가지 고전적인 핀이 있는 조절기로 표시됩니다. 또한 세 번째 리드가 있으며, 그 목적은 나중에 설명합니다. 마이크로 어셈블리는 다음과 같습니다. 안정기 전혀 마이크로커플러처럼 보이지 않습니다. 여러 하우징 변형에서 일반 미세 회로로 생산됩니다.처음에 버전은 실제 구멍이 있는 보드용으로만 만들어졌으며 SMD 기술의 개발로 TL431은 핀 수가 다른 인기 있는 SOT를 포함하여 표면 실장용 패키지에 "포장"되기 시작했습니다. 작동에 필요한 최소 핀 수는 3개입니다. 일부 패키지에는 더 많은 핀이 포함되어 있습니다. 잉여 핀은 어디에도 연결되지 않거나 중복됩니다.
TL431 주요 기능
주요 특성, 전자 회로 설계에서 발생하는 작업의 90% 이상을 수행하기에 충분한 지식:
- 출력 전압 제한은 2.5...36V입니다(현대 레귤레이터의 하한이 1.5V이므로 마이너스로 간주될 수 있음).
- 최대 전류는 100mA입니다(작고 평균 전력 레귤레이터와 비슷하므로 보호 기능이 없기 때문에 마이크로 회로에 과부하를 줄 가치가 없습니다).
- 내부 저항(등가 바이폴라의 임피던스)은 약 0,22 Ohm입니다.
- 동적 저항 - 0,2...0,5 Ohm;
- Uref=2.495V, 정확도 - 시리즈에 따라 ±0.5% ~ ±2%;
- TL431C의 작동 온도 범위는 0...+70 °С, TL431A의 경우 - 40...+85 °С입니다.
온도 그래프를 포함한 기타 특성은 데이터시트에서 확인할 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 필요하지 않습니다.
핀 할당 및 작동
칩의 내부 구조를 분석하면 레귤레이터와 비교하는 것이 오히려 관습적이라는 것이 분명해집니다.
TL431은 무엇보다도 비교기와 유사합니다. 반전 출력은 2.5V의 기준 전압 Vref를 갖는다. 이 전압이 안정화되어 출력도 안정적입니다. 비반전 출력이 나옵니다. 적용된 전압이 기준 전압을 초과하지 않으면 비교기 출력 비교기 출력 영, 트랜지스터가 닫히고 전류가 흐르지 않습니다.직접 입력의 전압이 2.5V를 초과하면 차동 증폭기의 출력이 양수이고 트랜지스터가 열리고 전류가 흐르기 시작합니다. 이 전류는 외부 저항에 의해 제한됩니다. 이 동작은 역전압이 인가될 때 안정화 다이오드의 애벌랜치 항복과 유사합니다. 다이오드는 역 회로로부터 보호하도록 설계되었습니다.
중요한! 기준 전압의 핀은 아무데도 연결되지 않은 상태로 두어서는 안 되며 최소 4µA의 전류가 필요합니다.
사실, 이 회로도 조건부입니다. 이는 작업의 본질을 설명하는 데에만 적합합니다. 실제로 모든 것은 다른 원칙에 따라 구현됩니다. 예를 들어, 회로 내부에서 기준 전압이 2.5V인 지점을 찾을 수 없습니다.
연결 다이어그램의 예
TL431 회로의 옵션 중 하나는 일반 비교기입니다. 레벨 릴레이, 라이트 릴레이 등과 같은 임계값 릴레이를 구축할 수 있습니다. 기준 전압 소스만 내장되어 있으며 조정할 수 없으므로 센서를 통해 전류 및 전압 강하를 조절하십시오.
센서가 2.5V로 떨어지면 칩의 출력 트랜지스터가 열리고 전류가 LED를 통해 흐르고 켜집니다. LED 대신 저전력 릴레이 또는 트랜지스터 스위치를 사용하여 부하를 전환할 수 있습니다. 저항 R1을 사용하여 비교기의 응답 레벨을 조정할 수 있습니다. R2는 안정기 역할을 하며 LED를 통과하는 전류를 제한합니다.
그러나 이러한 포함으로 인해 TL431의 모든 가능성을 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 비교기는 이러한 릴레이에 더 적합한 다른 칩에 구축할 수 있습니다. 이 동일한 어셈블리는 다른 용도로 설계되었습니다.
병렬 안정기 모드에서 TL431을 켜는 가장 간단한 회로는 2.5V 기준 전압 소스입니다. 이것에 필요한 것은 안정기뿐입니다 저항기, 출력 트랜지스터를 통한 전류를 제한합니다.
중요한! AVR의 고전적인 회로와 달리 출력과 병렬로 커패시터를 설치해서는 안됩니다. 이것은 기생 진동으로 이어질 수 있습니다. 일반적으로 개발자가 출력에서 노이즈를 줄이기 위한 조치를 취했기 때문에 필요하지 않습니다. 그러나 이 때문에 칩은 일반 안정기와 같은 잡음 발생기의 기반으로 사용할 수 없다.
칩의 기능은 저항 R1 및 R2로 구성된 피드백 회로에서 보다 완전히 활용됩니다.
전원이 공급되면 출력 전압이 몇 마이크로초 동안 상승하고 안정화됩니다(슬루율은 조절되지 않음). Ustab은 다음으로 설정됩니다. 디바이더로, Ustab=2,495*(1+R2/R1) 공식으로 계산할 수 있습니다. 계산할 때 이 연결로 내부 저항이 (1+R2/R1)배 증가한다는 점을 염두에 두어야 합니다.
추가 기능을 포함하여 고전적인 방식으로 레귤레이터의 부하 용량을 증가시킬 수 있습니다. 바이폴라 트랜지스터.
중요한! 트랜지스터는 피드백 루프 회로에 포함되어야 합니다.
이러한 포함은 회로를 병렬 안정기로 변환하여 입력 전압이 출력 전압을 초과해야 합니다. 효율성은 Uin/Uin 비율을 초과할 수 없습니다. 이것은 레귤레이터의 매개 변수를 저하 시키므로 전계 효과 트랜지스터를 사용하는 것이 좋으며 전압 강하가 적습니다.
여기에서 입력 전압과 출력 전압 간의 차이가 덜 필요하기 때문에 효율이 더 높지만 트랜지스터 게이트를 위한 추가 전원 공급 장치가 필요합니다. 전압은 Uin/out보다 높아야 합니다.
TL431을 사용하여 전류 레귤레이터를 구축할 수 있습니다.
컬렉터 회로 전류는 Istab=Vref/R1과 같습니다.
동일한 회로가 바이폴라로 포함되면 전류 제한기가 생깁니다.
전류는 Io=Vref/R1+Ika에서 제한됩니다. 안정기 저항의 정격은 Rb=Uinh(Io/hfe+Ika) 조건에서 선택해야 합니다. 여기서 hfe는 트랜지스터 이득입니다.이러한 기능을 가진 멀티미터로 측정할 수 있습니다.
라디오 아마추어는 비표준 내포물에도 미세 회로를 사용합니다. TL431은 자기 여기(self-excitation) 경향이 있어 단점이 됩니다. 그러나 전압 제어 발진기로 사용할 수 있습니다. 이를 위해 출력에 커패시터가 설치됩니다.
아날로그는 무엇입니까
초소형 회로는 전자 전문가 및 아마추어 세계에서 높은 인기를 얻고 있습니다. 따라서 많은 제조업체에서 생산됩니다. 세계적으로 유명한 회사인 Texas Instruments(개발자), Motorola, Fairchild Semiconductor 등이 원래 이름으로 칩을 생산합니다. Vref=2.75V이고 최대 작동 전류의 1.5배인 이전에 생산된 TL430 안정기는 말할 것도 없습니다. 그러나 이 칩은 수요가 적었고 SMD 실장 시대까지 살아남지 못했습니다.
다른 제조업체는 다른 문자 인덱스로 전압 조정기를 생산하지만 반드시 이름에 숫자 431이 있어야 합니다(그렇지 않으면 소비자는 알 수 없는 칩에 관심을 기울이지 않을 것입니다). 시장에는 다음이 있습니다.
- KA431AZ;
- 기아431;
- HA17431VP;
- IR9431N
기능이 유사한 기타 칩. 그러나 잘 알려지지 않은 제조업체의 제품은 일치하는 매개 변수를 보장하지 않습니다.
KT-26 (저전력 트랜지스터와 유사)의 경우 생산 된 국내 아날로그-KR142EN19A가 있습니다. 원래 칩과 완전히 유사하지만 일부 특성이 약간 다릅니다. 예를 들어, 내부 저항은 <0.5 Ohm으로 정규화됩니다.
SG6105 PWM 컨트롤러도 주목할 만하다. TL431과 완전히 동일한 두 개의 내부 안정 장치가 포함되어 있습니다. 별도의 핀이 있으며 기준 전압 소스로 사용할 수 있습니다.
TL431 칩이 작동하는지 확인하는 방법
초소형 회로는 내부 구조가 다소 복잡하여 단일 테스터로 테스트할 수 없습니다.어쨌든 일종의 회로를 조립해야합니다. 조정 가능한 전원 공급 장치가 있는 경우 3개의 저항과 LED가 필요합니다.
전원 공급 장치의 전압은 36V를 넘지 않아야 합니다. R1은 최대 전압에서 LED를 통한 전류가 10-15mA를 초과하지 않도록 선택됩니다. R1 대 R3의 비율은 최대 소스 전압에서 R3에 2.5V 이상이 떨어지거나 3 이상이 되도록 해야 합니다. 출력 전압이 0V에서 R3의 임계값에 도달할 때까지 상승하면 LED가 깜박입니다. 칩이 정상임을 의미합니다. LED를 설정할 수는 없지만 음극에서 전압을 측정하면 됩니다. 단계적으로 변경되어야 합니다.
조정된 소스가 없지만 정전압 전원 공급 장치가 있는 경우 R3 대신 전위차계를 사용해야 합니다. 슬라이더를 양방향으로 돌리면 LED가 켜지고 꺼집니다.
전자 부품 시장은 매우 광범위한 통합 전압 조정기를 제공합니다. 그러나 또한 응용 분야가 매우 광범위하여 많은 유형의 IC가 시장에서 틈새 시장을 확보하고 있습니다. TL431이 포함되어 있습니다.
관련 기사:
