TL431 is een veelgebruikte, instelbare precisie-referentiespanningsbron/programmeerbare zenerregelaar, die veel wordt gebruikt in het ontwerp van voedingen. De belangrijkste functie ervan is om te fungeren als een nauwkeurige referentiespanningsbron. Het levert intern een referentiespanning van 2,495 V (typische waarde). Het heeft een hoge stabiliteit en drifteigenschappen bij lage temperaturen. Hij kan ook worden gebruikt als instelbare zenerdiode. De uitgangsspanning kan worden ingesteld door de spanning van de externe weerstand te delen, en het instelbare bereik bedraagt ongeveer 2,5 V-36 V. TL431 heeft een lastabsorberende (Shunt) structuur, vergelijkbaar met de werkingsmodus van een zenerdiode. Het kan overtollige stroom absorberen, de uitgangsspanning stabiliseren op de ingestelde waarde en heeft schakelkarakteristieken. Het kan worden gebruikt als comparator of als eenvoudige bedieningsschakelaar.
Veel voorkomende toepassingsscenario's van de TL431 zijn onder meer het dienen als nauwkeurige spanningsreferentie in een schakelende voeding, die kan worden gebruikt in combinatie met een optocoupler in een feedbackbesturingspad om de uitgangsspanning aan te passen (bijv. AC-DC-, DC-DC-modules), of als referentie voor een lineair geregelde voeding om een stabiele referentiespanning te leveren aan een lineaire regelaar of comparator. In het overspannings-/onderspanningsbeveiligingscircuit kan het worden gekoppeld aan een weerstandsspanningsdeler en een transistor om de bescherming te starten wanneer de bewakingsspanning de drempelwaarde overschrijdt of onderschrijdt. De TL431 kan ook worden gebruikt in eenvoudige comparatoren, die als goedkope comparator kunnen worden gebruikt om de ingangsspanning te vergelijken met de referentiespanning. De TL431 kan ook de spanning in het laadcircuit van de batterij detecteren, detecteren of de laadspanning aan de norm voldoet en de laadprocesschakelaar besturen.
Vereenvoudigd schematisch diagram van TL431
Vereenvoudigd schematisch diagram van TL431
TL431 heeft de voordelen van hoge precisie, goede stabiliteit (± 0,5% of ± 1% precisieversie), lage kosten, gemakkelijk te verkrijgen, instelbare spanning, hoge elasticiteit, eenvoudig toepassingscircuit en directe vervanging van zenerdiode.
Om u een beter begrip te geven van de toepassing van TL431, worden hieronder de meest voorkomende circuits van de drie TL431 beschreven, evenals een feitelijk functioneel circuit gebouwd met onafhankelijke componenten.
Ontwerp van een 2,5V-spanningsreferentiecircuit met TL431
Wanneer u met de TL431 een 2,5V-spanningsreferentiecircuit wilt ontwerpen, gebruikt u feitelijk de ingebouwde precisiereferentiespanning (typisch 2,495V) om een stabiele 2,5V-spanning uit te voeren. Dit is een van de meest basale en meest voorkomende toepassingen van TL431. TL431 heeft het voordeel van een hoge nauwkeurigheid van ± 0,5% en een goede temperatuurstabiliteit. Het is geschikt voor gebruik als maatstaf voor ADC/DAC of als comparator, en dankzij de lage kosten is het gemakkelijk om componenten te verkrijgen.
De drie pinnen van TL431 omvatten referentie, intern verbonden met 2,495V-referentie, katheter (K) aangesloten op de uitgang (equivalent aan positieve aansluiting), anode (A) aangesloten op aarde (GND). Wanneer Ref en Cathede kortgesloten zijn, zal de TL431 de ingebouwde referentiespanning ≈ 2,5V uitvoeren. Als de Ref niet op de Cathede is aangesloten, maar de spanning wordt gedeeld door de weerstand, kan de TL431 worden aangepast naar een hogere uitgangsspanning (bijv. 3,3 V, 5 V, enz.). Wanneer u echter een referentie-uitgang van 2,5 V verkrijgt, is het rechtstreeks kortsluiten van Ref en Cathede de eenvoudigste en meest stabiele manier om dit te doen.
Voorbeeld van een 2,5V-spanningsreferentiecircuit
Voorbeeld van een 2,5V-spanningsreferentiecircuit
Ten eerste is het eerste geïntroduceerde circuit ook het meest gebruikte 2,5V-spanningsreferentiecircuit. Sluit de Ref en kathode van TL431 rechtstreeks aan als de 2,5V-spanningsreferentiebron. Tijdens gebruik is het alleen nodig om de weerstandswaarde van R1 te berekenen op basis van de werkelijke ingangsspanning en -stroom om ervoor te zorgen dat de stroom 1mA tot 100mA is en de voedingsspanning minder dan 36V.