Микросхема TL431 по своим техническим характеристикам которые указаны в datasheet является регулируемым стабилизатором, гарантирующим хорошую температурную стабильность. Если использовать два внешних резистора в качестве делителя, микросхема способна обеспечить стабильное напряжение на участке от 2,5 до 36 В. Так же TL431 может использоваться совместно с низковольтными МДП транзисторами для создания очень экономичных стабилизаторов. Кроме этого она часто используется в импульсных блоках питания использующих оптронную пару для развязки высоковольтных цепей.
Цоколевка
Существует пять разновидностей корпусов, в которых выпускается микросхема TL431. Это ТО-92, SOT-23, SOT-25, SOT-89 и SOP-8. Расположение выводов показано на рисунке, представленном ниже:
Технические характеристики
Рассмотрим максимально допустимые характеристики микросхемы TL431. Если при работе они будут превышены, то прибор выйдет из строя. Длительная эксплуатация устройства с параметрами, близкими к предельным, также опасна для него. Значения этих параметров представлены ниже:
- наибольшее возможное напряжение между анодом и катодом – 37 В;
- диапазон токов, протекающих через катод на протяжении длительного времени – от -100 до +150мА;
- диапазон токов на входе (управляющем электроде) устройства – от -0,05 до +10 мА;
- максимальная рассеиваемая мощность зависит от типа корпуса:
- SOT-89 – 0.8 Вт;
- ТО-92 – 0,78 Вт;
- SO-8 – 0.75 Вт;
- SOT-23 – 0,33 Вт;
- SOT-25 – 0,5 Вт.
- диапазон рабочих температур – от -25 до +85ОС;
- предельно допустимая температура кристалла – +150 ОС;
- диапазон температур при которых может хранится изделие — -65 до +150 ОС.
В технической документации производители приводят диапазон рекомендуемых рабочих характеристик. Напряжение на катоде VKA может изменяться от минимального, равного управляющему VREF, до максимального 36 В. Катодный ток должен находиться в пределах от 1 до 100 мА.
При конструировании нового устройства следует также обращать внимание на электрические характеристики. Измерение производилось при температуре TC= 25°C. Остальные параметры тестирования приведены в колонке «Режимы измерения».
| Параметры | Режимы измерения | Обозн. | min | typ | max | Ед. изм |
| Управляющее напряжение | VKA=VREF,IKA=10 мA | VREF | 2,455 | 2,495 | 2,535 | В |
| Величина отклонения управляющего напряжения при изменении температуры | VKA=VREF,IKA=10 мA, Ta = от 0°C до +85°C | VDEV | 9,0 | 20 | мВ | |
| Изменение напряжения на управляющем электроде в зависимости от изменения напряжения на катоде | IKA=10 мA
ΔVKA=10V~VREF ΔVKA=36V~10V |
ΔVREF
ΔVКА |
|
-1,0 -0,5 |
-2,7 -2,0 |
мВ/В мВ/В |
| Ток через управляющий электрод | IKA=10 мA | IREF | 1,5 | 4 | мкА | |
| Отклонение управляющего (опорного) тока при изменении температуры | IKA=10 мA | ΔIREF
ΔT |
0,4 | 1,2 | мкА | |
| Минимальный управляющий ток через катод, | VKA=VREF | IKA(MIN) | 0,3 | 0,5 | мА | |
| Ток через катод при закрытом переходе | VKA=36V, VREF=0 | IKA(OFF) | 0,05 | 1,0 | мкА | |
| Динамическое сопротивление | VKA=VREF, f≤1.0 кГц IKA=1 to 100 мA | ZKA | 0,15 | 0,5 | Ом |
Аналоги
Существует отечественная микросхема, похожая по своим параметрам на рассматриваемую, это 142ЕН19. Полным аналогом TL431 является IR943N. Среди устройств с одинаковыми выводами, но немного отличающимися электрическими параметрами можно назвать HA17431A, KIA431. Если нет других альтернатив, для замены можно попробовать использовать APL1431. Однако в этом случае возможно придётся изменить монтажную плату.
Производители
Первая микросхема TL431 изготовлена американской фирмой Texas Instruments в далеком 1977 году и с тех пор завоевала популярность. Сейчас ее производством занимаются множество зарубежных компаний: Texas Instruments, ON Semiconductor, Unisonic Technologies, STMicroelectronics, IK Semicon Co, HTC Korea TAEJIN Technology, NXP Semiconductors, Microsemi Corporation, Motorola, Fairchild Semiconductor, Analog Intergrations Corporation, Guangdong Kexin Industrial, Diodes Incorporated, Wing Shing Computer Components, KEC(Korea Electronics), SHIKE Electronics, Calogic, Continental Device India Limited, Sangdest Microelectronic (Nanjing), SeCoS Halbleitertechnologie GmbH, Hotchip Technology, Foshan Blue Rocket Electronics, Compact Technology, GUANGDONG HOTTECH INDUSTRIAL, Sames, Kersemi Electronic, Sirectifier Global, Shenzhen Jin Yu Semiconductor, Nanjing International Group, DONGGUAN YOU FENG WEI ELECTRONICS. На Российском рынке представлена продукция таких компаний: Diodes Incorporated, Texas Instruments, STMicroelectronics, NXP Semiconductors, ON Semiconductor, Fairchild Semiconductor, Unisonic Technologies.
Скачать datasheet на TL431 можно кликнув на подсвеченное название производителя.
Схема включения
Разберёмся, как работает TL431, для чего посмотрим на структурную схему включения. Если действующее напряжение на входе не превышает опорное (Vref), на выходе ОУ также небольшое напряжение, поэтому транзистор закрыт. Величина тока протекающего через него невелика, не больше 1 мА. Когда напряжение действующее на входе нарастает и превышает Vref, открывается ОУ. Таким образом через транзистор начинает течь ток.
Параметрический стабилизатор
Чтобы задать напряжение, в выходной цепи стабилизатора должен находиться делитель напряжения, состоящий из двух резисторов R1 и R2. Разность потенциалов на выходе устройства при этом равна:
Uвых=Vref(R1/R2+1),
где Vref – опорное напряжение, для рассматриваемой микросхемы TL431 равно 2,5 В.
При увеличении соотношения между резисторами R1/R2 растет выходное напряжение. Зная величину напряжения действующего на выходе и задавшись значением R2, можно определить сопротивление R1:
R1=R2(Uвых/Vref–1)
Величина сопротивления R3 подбирается также, как и для устройств с стабилитроном. Устанавливать конденсатор на выходе схемы не рекомендуется, чтобы предотвратить паразитную генерацию.
Компенсационный стабилизатор
Компенсационный стабилизатор работает же, как и при использовании стабилитрона. В них для уравновешивания разницы напряжений действующих на входе и выходе используется мощный транзистор. Однако точность стабилизации в устройствах с TL431 будет выше. Здесь величина сопротивления R1 рассчитывается на наименьший ток 5 мА. R2 и R3 рассчитываются так же, как и для параметрического стабилизатора.
Рассмотренный выше стабилизатор не может работать с выходными токами равными единицам или даже десяткам ампер. Чтобы построить мощный блок питания нужно использовать усилительный каскад с двумя транзисторами, включёнными как в схеме эмиттерного повторителя.
Ниже представлена схема работы стабилизатора напряжения TL431. Здесь R2 ограничивает ток, текущий через базу VT1. Резистор R3 нужен для компенсации обратного коллекторного тока VT2. Конденсатор С1 используется для увеличения стабильности работы на больших частотах.
Стабилизатор тока
Приведём схему стабилизатора тока на TL431. Здесь на сопротивлении R2, при помощи обратной связи, установлено напряжение 2,5 В. Тогда ток на нагрузке будет равен Iн=2,5/R2 (током базы пренебрегаем). При подстановке в данную формулу величины сопротивления в омах получим ток в амперах, а если в килоомах, ток будет в миллиамперах.
Если у вас остались вопросы по TL431, по ее характеристикам или вы не можете найти нужный datasheet то пишите об этом в комментариях, мы обязательно Вам поможем.
