在設計電子電路時，通常需要低功率穩壓器或參考電壓源。未調節的集成電壓調節器涵蓋了許多固定電壓。受監管的是建立在 LM317芯片但它具有某些固有的缺點，並且通常具有過多的功能。在很多情況下，TL431芯片可以解決這個問題，它可以讓您獲得一個穩定電壓的低功耗電源，可以在2.5到36 V之間調節。
什麼是TL431芯片
這種在二十世紀七十年代開發的微電路通常被稱為“穩壓調節器”，在示意圖中它被表示為具有兩個經典引腳的調節器 - 陽極和陰極。還有第三條線索，其目的將在後面討論。微型組件看起來像一個 穩定器 它看起來根本不像微耦合器。它是作為普通微電路生產的，具有多種外殼變體。最初版本僅針對具有真孔的電路板製作，隨著 SMD 技術的發展，TL431 開始“封裝”在封裝中以進行表面貼裝，包括具有不同數量引腳的流行 SOT。操作所需的最小引腳數為 3。某些封裝包含更多引腳。多餘的引腳要么沒有連接到任何地方，要么是重複的。
TL431 主要特點
主要特徵，其知識足以執行電子電路設計中出現的 90% 以上的任務：
- 輸出電壓限制為 2.5...36V（這可視為負值，因為現代穩壓器的下限為 1.5V）；
- 最大電流為100 mA（它很小，與普通功率調節器相當，因此不值得使微電路過載，因為它沒有保護）；
- 內阻（等效雙極阻抗）約為 0,22 歐姆；
- 動態電阻 - 0,2...0,5 歐姆；
- Uref=2.495 V，精度 - 取決於系列，從 ±0.5% 到 ±2%；
- TL431C 的工作溫度範圍為 0...+70 °С，對於 TL431A - 負 40...+85 °С。
其他特性，包括溫度圖表，可以在數據表中找到。但是，在大多數情況下，您不需要它們。
引腳分配和操作
在分析芯片的內部結構時，很明顯與穩壓器的比較是相當傳統的。
TL431 最類似於比較器。反相輸出的參考電壓 Vref 為 2.5V。這個電壓是穩定的，所以輸出也會穩定。帶出同相輸出。如果施加到它的電壓不超過參考電壓，比較器輸出 比較器輸出 零，晶體管關閉，沒有電流流動。如果直接輸入的電壓超過 2.5 V，則差分放大器的輸出為正，晶體管打開，電流開始流過它。該電流受外部電阻限制。這種行為類似於當施加反向電壓時穩定二極管的雪崩擊穿。該二極管旨在防止反向電路。
重要的！ 參考電壓的引腳不應在任何地方懸空，它需要至少 4 µA 的電流。
事實上，這個電路也是有條件的——它只適合解釋工作的性質。實際上，一切都是根據其他原則來實現的。例如，在電路內部，您找不到具有 2.5V 參考電壓的點。
連接圖示例
TL431 電路的選項之一是普通比較器。您可以在其上構建一些閾值繼電器——例如，電平繼電器、光繼電器等。只有它的參考電壓源是內置的，無法調節，因此通過傳感器調節電流和電壓降。
一旦傳感器下降 2.5 V，芯片的輸出晶體管就會打開，電流流過 LED 並點亮。您可以使用低功率繼電器或晶體管開關代替 LED 來切換負載。使用電阻器 R1，您可以調整比較器的響應水平。 R2 用作鎮流器並限制通過 LED 的電流。
但是這樣的包含不允許使用 TL431 的所有可能性 - 比較器可以構建在更適合此類繼電器的任何其他芯片上。該組件是為其他目的而設計的。
在並聯穩壓器模式下開啟 TL431 的最簡單電路是 2.5V 參考電壓源。你只需要一個鎮流器 電阻器，這將限制通過輸出晶體管的電流。
重要的！ 與 AVR 的經典電路相比，您不應在輸出端並聯電容器。這會導致寄生振盪。通常不需要，因為開發人員已採取措施降低輸出端的噪聲。但正因為如此，該芯片不能用作像普通穩壓器那樣的噪聲發生器的基礎。
芯片的能力在由電阻R1和R2組成的反饋電路中得到了更充分的利用。
當施加電源時，輸出電壓會上升並穩定幾微秒（轉換速率未調節）。 Ustab 設置為 由分頻器，可以通過公式Ustab=2,495*(1+R2/R1)計算。計算時要注意，這種接法內阻增加了（1+R2/R1）倍。
可以以經典方式增加調節器的負載能力，方法是包括一個額外的 雙極晶體管.
重要的！ 晶體管必須包含在反饋迴路中。
這種包含將電路轉換為並聯穩壓器，要求輸入電壓超過輸出電壓。它的效率不能超過 Uin/Uin 比率。這會降低穩壓器的參數，因此最好使用場效應晶體管，它的電壓降較小。
由於輸入和輸出電壓之間所需的差異較小，因此效率更高，但您需要為晶體管柵極提供額外的電源 - 它的電壓必須高於 Uin/out。
您可以使用 TL431 構建電流調節器。
集電極電路電流將等於 Istab=Vref/R1。
如果包含相同的電路作為雙極，您將得到一個限流器。
電流將被限制在 Io=Vref/R1+Ika。鎮流電阻的額定值必須從條件 Rb=Uinh(Io/hfe+Ika) 中選擇，其中 hfe 是晶體管增益。可以用萬用表測量，萬用表有這樣的功能。
無線電愛好者也在非標準夾雜物中使用微電路。 TL431有自激傾向，這是一個缺點。但它可以將其用作壓控振盪器。為此，在輸出端安裝了一個電容器。
什麼是類似物
該微電路在電子專業人士和業餘愛好者的世界中具有很高的知名度。因此，它由許多製造商生產。世界知名公司德州儀器（作為開發商）、摩托羅拉、仙童半導體等以原名生產該芯片。之前生產的TL430穩壓器就更不用說了，Vref=2.75V，最大工作電流的一倍半。但這種芯片的需求量較小，直到 SMD 貼裝時代才存活下來。
其他製造商生產的電壓調節器具有其他字母索引，但名稱中必須包含數字 431（否則消費者根本不會注意未知芯片）。市場上有：
- KA431AZ;
- 起亞431；
- HA17431VP;
- IR9431N
和其他功能類似的芯片。但鮮為人知和不知名廠商的產品不保證參數匹配。
有一個國產模擬——KR142EN19A，在KT-26的情況下生產（類似於小功率晶體管）。它與原始芯片完全相似，但有些特性略有不同。例如，內部電阻歸一化為 <0.5 歐姆。
SG6105 PWM 控制器也值得注意。它包含兩個內部穩定器，與 TL431 完全相同。它們具有獨立的引腳，可用作參考電壓源。
如何檢查 TL431 芯片是否工作
微電路內部結構比較複雜，單台測試儀無法測試。在任何情況下，您都必須組裝某種電路。如果有可調電源，則需要三個電阻器和一個 LED。
電源電壓不超過36V。選擇 R1 以便在最大電壓下通過 LED 的電流不超過 10-15 mA。 R1 與 R3 的比率應使得在最大電源電壓下，R3 上的電壓超過 2.5 V，或者更好的是，超過 3。當輸出電壓從 0V 上升到 R3 達到閾值時，LED 將閃爍這意味著芯片是好的。您不能設置 LED，而只需測量陰極的電壓 - 它應該逐步變化。
如果沒有穩壓源，但有恆壓電源，就得用電位器代替R3。當您在兩個方向上旋轉滑塊時，LED 應該會打開和關閉。
電子元件市場提供了非常廣泛的集成電壓調節器。而且應用領域非常廣泛，所以很多類型的IC在市場上都有自己的優勢。包括 TL431。
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