TL431 منظم الجهد دليل مفصل
2024-04-17 16085

TL431 هي رقاقة متكاملة دقة ثلاثية تسيطر عليها الطرفية مع استقرار جيد لدرجة الحرارة.نظرًا لدقةه العالية ، والتيار الهادئ المنخفض ، وضوضاء الإخراج ، يتم استخدامه على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من الأجهزة الإلكترونية ، مثل التحكم التلقائي وإدارة الطاقة وتحويل الطاقة.لمساعدة الجميع على فهم أفضل لـ TL431 ، قامت هذه المقالة بتجميع المعلومات ذات الصلة حول TL431.تعال وألق نظرة.

TL431 هو منظم تحويلة دقة قابلة للتعديل من 2.50 فولت إلى 36 فولت التي تنتجها شركة Texas Instruments Incorporated (TI) و Motorola المدمجة في الولايات المتحدة الأمريكية.لديها قدرة الإخراج الحالي القابل للتعديل ويعمل كمصدر جهد مرجعي.تتضمن سلسلة TL431 TL431C ، TL431AC ، TL431I ، TL431AI ، TL431M ، TL431Y ، مجموع ستة طرز.تشترك هذه النماذج في بنية دائرة داخلية متطابقة مع اختلافات بسيطة فقط في المؤشرات الفنية.نظرًا لحجمها المدمج ، والجهد المرجعي القابل للتعديل الدقيق ، وتيار الإخراج الكبير ، يمكن استخدام TL431 لتصميم مجموعة متنوعة من المنظمين.تتضمن خصائص الأداء الجهد القابل للتعديل بشكل مستمر حتى 36 فولت ، وهو نطاق تيار التشغيل الواسع من 0.1ma إلى 100mA ، ومقاومة ديناميكية نموذجية تبلغ 0.22 أوم ، وضوضاء الإخراج المنخفضة.بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يحتوي على جهد إدخال أقصى قدره 37 فولت ، وحد أقصى تيار تشغيل قدره 150 مللي أمبير ، وجهد مرجعي داخلي يبلغ 2.5 فولت ، ومدى جهد الخرج من 2.5 فولت إلى 30 فولت.

يمكن أن تصل دقة الجهد المرجعي لـ TL431 إلى ± 2 في المائة أو أعلى ، مما يتيح ذلك من توفير فولتية مستقرة ودقيقة للإخراج على نطاق واسع من الفولتية.

يتميز TL431 بالاستجابة الديناميكية السريعة.يمكنه ضبط جهد الخرج بسرعة استجابة لتغيرات تحميل إمداد الطاقة ، مما يضمن إخراج إمدادات الطاقة المستقرة.

نظرًا لأن TL431 يدمج مضخم خطأ ومصدر للجهد المرجعي ، فإنه يبسط تصميم الدائرة ويقلل من حجم الدائرة ويقلل من تكاليف إمدادات الطاقة.

يمكن ضبط جهد الخرج في TL431 باستخدام مقاومتين خارجين ، مما يوفر نطاق تعديل من 2.5 فولت إلى 36 فولت ، كافية لدوائر إمداد الطاقة المختلفة.

تشير تصنيفات التيار والجهد والضغط على أي جهاز إلى متطلبات الطاقة الخاصة به ، أي مقدار التيار والجهد الكافي لتشغيله.يوفر الجدول التالي تصنيفات التيار والطاقة والجهد من TL431.

لقياس ما إذا كان أداء TL431 جيد ، نحتاج إلى تحديد دبابيسها كمحطة مرجعية ، وأنود ، والكاثود.بعد تأكيد المسامير ، يمكننا اتباع الخطوات أدناه لقياسها.أولاً ، نقوم بضبط نطاق المقياس المتعدد إلى كتلة RXLK ، وتوصيل القلم الأسود بأنود ، والقلم الأحمر بالكاثود.ما تم قياسه في هذا الوقت هو المقاومة الأمامية لـ TL431.بعد ذلك ، نتبادل خيوط الاختبار ، أي أن القلم الأسود متصل بالكاثود ويتصل القلم الأحمر إلى الأنود.في هذا الوقت ، يجب عرض المقاومة العكسية اللانهائية.هذا يعني أنه عندما يتدفق التيار من الأنود إلى الكاثود ، يمكن تشغيل TL431 بشكل طبيعي ؛وعندما يتدفق التيار من الكاثود إلى الأنود ، يتم إيقاف تشغيل TL431.بعد ذلك ، ما زلنا نحتفظ بمجموعة Multimeter في كتلة RXLK ، وتوصيل القلم الأسود بالمحطة المرجعية ، والقلم الأحمر بالكاثود.في هذا الوقت ، لا ينبغي أن يكون هناك تيار يتدفق من خلاله ، أي أنه لا يوجد أي مؤشر على العداد.ثم ، عندما نلمس القلم الأسود بيد واحدة وأنود من ناحية أخرى ، يجب أن يتأرجح المؤشر بشكل كبير.عندما يتم استيفاء هذا الموقف ، فإن الدبوس الذي يمس باليد هو المحطة المرجعية.تتمثل الخطوة الأخيرة في قصر الدائرة المحطة المرجعية والأنود ، أي السماح للتيار بالتدفق من المحطة المرجعية والأنود في نفس الوقت.في هذه الحالة ، إذا تم توصيل خيوط الاختبار الأسود بالكاثود ويتم توصيل الرصاص الأحمر بالاختبار بالأنود ، فعادة ما يكون هناك انخفاض في الجهد الأصغر ؛على العكس من ذلك ، إذا تم توصيل الرصاص الأسود للاختبار بأنود واختبار الاختبار الأحمر متصل بالكاثود ، فسيكون هناك عمومًا انخفاضًا كبيرًا نسبيًا في الجهد.يعتمد مبدأ هذا القياس على قطرات الجهد المختلفة من TL431 أثناء التوصيل إلى الأمام والعكس.

شاشة الجهد

دائرة Crowbar

منظم التحويلة

الدقة الحالية المحدد

منظم التحويلة عالية الجودة

محول PWM مع المرجع

منظم سلسلة الدقة عالية التواصل

يحتوي TL431 على ثلاثة دبابيس ، وهي المحطة المرجعية ، الأنود ، والكاثود.لتمييز هذه المسامير الثلاثة ، يمكننا ترتيبها من اليسار إلى اليمين مع الشعار الذي يواجهنا.على وجه التحديد ، المحطة المرجعية هي الدبوس المستخدم لإدخال الجهد المرجعي ؛الأنود هو الدبوس الذي يتدفق من خلاله الحالي ؛والكاثود هو الدبوس الذي يتدفق منه التيار.في التطبيقات العملية ، عادةً ما يتم توصيل الكاثود بالقطب الإيجابي لمصدر الطاقة من خلال المقاوم الذي يحد من التيار ، بينما يتم توصيل الأنود بالقطب السلبي لمصدر الطاقة.مخططه الدبوس هو كما يلي:

PIN 1 (مرجع): هذا الدبوس يعين تصنيف الجهد من الصمام الثنائي Zener.

PIN 2 (Anode): Anode of the Zener Diode المكافئ

دبوس 3 (الكاثود): كاثود الصمام الثنائي المعادل Zener

TL431 هو منظم تحويلة قابل للتعديل ثلاثية الطرفي مع استقرار ممتاز.غالبًا ما يتم استخدامه كمرجع جهد قابل للتعديل.يتكون هيكلها الخارجي من ثلاث دبابيس: الكاثود ، الأنود ، والجهد المرجعي.البنية الداخلية كما هو موضح في الشكل.في معظم تطبيقات TL431 ، عادةً ما يتم توصيل الأنود بالأرض ، ويتدفق جزء من تيار الكاثود عبر مصدر تيار المرآة في الزاوية اليسرى السفلية من مخطط الكتلة.إن انخفاض الجهد الناتج عن هذا التيار على المقاوم ، بالإضافة إلى انخفاض الجهد بين القاعدة B والإعانة E للترانزستور ، يشكل معًا الجهد المرجعي 2.5 فولت.إن بنية المرحلة الوسيطة لـ TL431 تعادل دائرة مضخم التفاضلي ، في حين أن مرحلة الإخراج الخاصة بها تعتمد بنية دارلينجتون.لذلك ، لا يحتوي TL431 على وظيفة مرجعية للجهد متكامل داخليًا فحسب ، بل يدمج أيضًا وظيفة دائرة مكبر للصوت التشغيلي.

وفقًا لوظائفها ، يتكون TL431 من جهد مرجعي 2.5 فولت متكامل داخليًا ، و OP-AMP التفاضلي ، وترانزستور جامع مفتوح.يظهر أدناه مخطط مبسط لـ TL431.عندما يكون الجهد الموجود على دبوس الجهد المرجعي أقل من الجهد المرجعي الداخلي البالغ 2.5 فولت ، فإن OP-AMP يخرج مستوى منخفض ، في الوقت الذي يكون فيه الرموز الثلاثي في ​​حالة إيقاف التشغيل ، لا يتدفق تيار في TL431 (تجاهل التسرب الصغيرحاضِر)؛وعندما يكون الجهد الموجود على دبوس الجهد المرجعي أعلى من الجهد المرجعي الداخلي ، يخرج OP-AMP مستوى عالٍ ، ويقوم Triode بإجراء ويسحب التيار من الكاثود ، ويدخل إلى منطقة التشبع بسرعة.فقط عندما يكون الجهد الموجود على دبوس الجهد المرجعي قريبًا جدًا من الجهد المرجعي ، ستعمل الرموز الثلاثي في ​​منطقة التضخيم ، من الكاثود لاستخراج تيار ثابت.يوضح التحليل أنه في تبديل إمدادات الطاقة ، يمكن استبدال الهيكل الأصلي الذي يتطلب الجهد المرجعي المنفصل و OP-AMP للتغذية المرتدة بـ TL431.

عند استخدام TL431 ، يجب علينا الانتباه إلى الجوانب التالية.

يجب أن يبقى الحد الأدنى للتيار المتدفق من خلال TL431 أعلى من 1MA ، وإلا ، فإنه سيفقد أداء تنظيم الجهد.في الوقت نفسه ، لا يمكن أن يتجاوز الحد الأقصى للتيار 100MA لتجنب إتلاف TL431.

نظرًا لأن تيار الكاثود الجهد المرجعي الداخلي لـ TL431 يتم الحفاظ عليه بواسطة تيار الكاثود ، ويجب أن يكون هذا التيار أعلى من عتبة معينة لضمان التشغيل العادي ، يجب إيلاء اهتمام خاص أثناء التطبيق: عندما يكون عمود الإخراج من TL431 فيحالة قطع ، لا يزال الكاثود بحاجة إلى الحفاظ على تيار أكبر من 0.2mA ؛عندما يكون عمود الخرج في التشبع ، يجب أن يكون الجهد بين الأعمدة أكبر على الأقل من 2.2 فولت للتأكد من أن TL431 يمكن أن يعمل بشكل طبيعي.

مع أخذ الحزمة المشتركة إلى 92 كمثال ، فإن الحد الأقصى للاستهلاك للطاقة لـ TL431 هو 0.7W.في الواقع ، يمكن حساب استهلاك الطاقة P لـ TL431 في الدائرة بواسطة الصيغة P = VO*I ، حيث VO هو جهد الإخراج و I هو التيار من خلال TL431.لذلك ، عندما لا يتجاوز الإخراج 5 فولت ، يمكن لـ TL431 إخراج تيار أقصى قدره 140 مللي أمبير ؛عندما يكون جهد الخرج 7 فولت ، يمكنه فقط إخراج تيار 10 مللي أمبير بسبب قيود استهلاك الطاقة.عادةً ما يتراوح استهلاك الطاقة في TL431 من 0.5W إلى 1.2W.عندما يعمل تحت درجة حرارة عالية أو جهد عالي أو الظروف الحالية العالية ، يجب أن نولي اهتمامًا خاصًا للتهوية وتبديد الحرارة وسلامة الدائرة الكلية لمنع تدهور الأداء أو الأضرار الناجمة عن استهلاك الطاقة المفرط.

عند اختيار المواد ووضعها ، يجب أن نعطي الأولوية للمقاومات الدقيقة من نفس النوع مع معامل درجة الحرارة الصغيرة ، وضوضاء منخفضة ، وقدرة طاقة كبيرة لضمان الاستقرار والموثوقية.وفقًا لـ Formula VO = 2.5*(1+R1/R2) ، عندما يكون VO 36 فولت كحد أقصى ، يمكننا حساب أن الحد الأقصى لنسبة R1 إلى R2 هي 13.4 ، أي الحد الأقصى لقيمة R1 13.4 مرةأن R2.بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لكسب الحلقة المفتوحة العالية وسرعة الاستجابة السريعة لـ TL431 ، عندما تكون نقطة أخذ العينات (أي نقطة اتصال R1 و R2) بعيدة عن القطبين ، تكون الدائرة عرضة للتجاوز الذاتيالإثارة.لذلك ، عند التصميم والاستخدام ، نحتاج إلى إيلاء اهتمام خاص لموقع نقطة أخذ العينات لتجنب هذا الموقف.

نعم ، إنه ديود Zener قابل للبرمجة.يتراوح جهد الخرج من 2.5 فولت إلى 36 فولت.سيكون تحمل جهد الخرج ± 4 في المئة.يتراوح تيار الإخراج أو التيار بالوعة من 1 مللي أمبير إلى 100 مللي أمبير.

TL431 هو مرجع الجهد التحويلي القياسي الأصلي.TLV431 هو خيار مرجع الجهد أقل من TLV ولكن لديه أيضًا بعض المواصفات المختلفة.

غالبًا ما يتم استخدام TL431 في تكوين الحلقة المفتوحة كمقارن للجهد ، وشاشة الجهد السفلي ، وشاشة الجهد الزائد ، وكاشف الجهد النافذة ، والعديد من أنواع الاستخدامات الأخرى.TL431 هو مرجع جهد تحويلة شائعة الاستخدام لهذه التطبيقات.

عندما يتضرر TL431 ، إذا لم يكن هناك بديل للنموذج نفسه ، فيمكن استبداله مباشرة بـ KA431 و μA431 و LM431 و YL431 و S431 ، إلخ.

أجهزة TL431 و TL432 عبارة عن منظمات تحويلة قابلة للتعديل ثلاثية الطرفية ، مع استقرار حراري محدد على نطاقات درجة الحرارة المعمول بها والتجارية والعسكرية.يمكن ضبط جهد الإخراج على أي قيمة بين VREF (حوالي 2.5 فولت) و 36 فولت ، مع مقاومتين خارجين.