इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्स डिझाइन करताना, अनेकदा कमी-पावर व्होल्टेज रेग्युलेटर किंवा संदर्भ व्होल्टेज स्त्रोताची आवश्यकता असते. अनेक स्थिर व्होल्टेज अनियंत्रित इंटिग्रल स्टॅबिलायझर्सद्वारे बंद केले जातात. समायोज्य बिल्ड चालू चिप LM317, परंतु त्यात काही अंतर्निहित दोष आणि अनेकदा अनावश्यक कार्यक्षमता आहे. बर्याच प्रकरणांमध्ये, TL431 चिप समस्येचे निराकरण करेल, ज्यामुळे आपल्याला कमी-पावर स्थिर व्होल्टेज स्त्रोत मिळू शकेल जो 2.5 ते 36 V पर्यंत समायोजित केला जाऊ शकतो.
सामग्री
TL431 चिप काय आहे
विसाव्या शतकाच्या 70 च्या दशकात विकसित झालेल्या या मायक्रोसर्किटला "अॅडजस्टेबल झेनर डायोड" म्हटले जाते आणि आकृतीवर दोन शास्त्रीय निष्कर्षांसह झेनर डायोड म्हणून नियुक्त केले जाते - एक एनोड आणि एक कॅथोड. तिसरा निष्कर्ष देखील आहे, ज्याचा हेतू नंतर चर्चा केली जाईल. सूक्ष्म असेंब्लीसारखे दिसते zener डायोड अजिबात आठवत नाही. हे पारंपारिक मायक्रोसर्किटप्रमाणे अनेक पॅकेज पर्यायांमध्ये तयार केले जाते. सुरुवातीला, फक्त छिद्र असलेल्या बोर्डसाठी (ट्रू होल) पर्याय तयार केले गेले होते, एसएमडी तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, टीएल431 वेगवेगळ्या पिनसह लोकप्रिय एसओटीसह, पृष्ठभाग-माऊंट केलेल्या पॅकेजमध्ये "पॅक" केले जाऊ लागले. ऑपरेशनसाठी आवश्यक असलेल्या पायांची किमान संख्या 3 आहे. काही प्रकरणांमध्ये अधिक पिन असतात. जादा पाय एकतर कुठेही जोडलेले नाहीत किंवा डुप्लिकेट केलेले नाहीत.
TL431 ची प्रमुख वैशिष्ट्ये
मुख्य वैशिष्ट्ये, ज्याचे ज्ञान इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्सच्या विकासामध्ये उद्भवणारी 90+ टक्के कार्ये करण्यासाठी पुरेसे आहे:
- आउटपुट व्होल्टेज मर्यादा - 2.5 ... 36 व्ही (याचे श्रेय उणेस दिले जाऊ शकते, कारण आधुनिक नियामकांची मर्यादा 1.5 व्ही आहे);
- सर्वोच्च प्रवाह 100 एमए आहे (ते लहान आहे, मध्यम पॉवर जेनर डायोडशी तुलना करता येते, म्हणून आपण मायक्रोक्रिकिट ओव्हरलोड करू नये, त्याला कोणतेही संरक्षण नाही);
- अंतर्गत प्रतिकार (समतुल्य दोन-टर्मिनल नेटवर्कचा प्रतिबाधा) - सुमारे 0.22 ओहम;
- डायनॅमिक प्रतिकार - 0.2 ... 0.5 ओहम;
- पासपोर्ट मूल्य Uref = 2.495 V, अचूकता - मालिकेवर अवलंबून, ± 0.5% ते ± 2%;
- TL431С – 0…+70 °С साठी ऑपरेटिंग तापमान श्रेणी, TL431A साठी – उणे 40…+85 °С.
तपमानावरील पॅरामीटर्सच्या अवलंबनाच्या आलेखांसह इतर वैशिष्ट्ये डेटाशीटमध्ये आढळू शकतात. परंतु बहुतेक प्रकरणांमध्ये त्यांची आवश्यकता नसते.
निष्कर्षांचा उद्देश आणि ऑपरेशनचे सिद्धांत
मायक्रोसर्किटच्या अंतर्गत संरचनेचे विश्लेषण करताना, हे स्पष्ट होते की जेनर डायोडशी तुलना करणे अनियंत्रित आहे.
सर्वात जास्त, TL431 ची रचना तुलनाकर्त्यासारखी दिसते. इनव्हर्टिंग आउटपुटवर 2.5 V चा संदर्भ व्होल्टेज Vref लागू केला जातो.हे व्होल्टेज स्थिर आहे, त्यामुळे आउटपुट देखील स्थिर असेल. नॉन-इनव्हर्टिंग आउटपुट बाहेर आणले जाते. जर त्यावर लागू केलेला व्होल्टेज संदर्भ व्होल्टेजपेक्षा जास्त नसेल, तुलनात्मक आउटपुट शून्य, ट्रान्झिस्टर बंद आहे, विद्युत प्रवाह नाही. जर डायरेक्ट इनपुटवरील व्होल्टेज 2.5 V पेक्षा जास्त असेल, तर विभेदक अॅम्प्लिफायरच्या आउटपुटवर एक सकारात्मक स्तर दिसून येतो, ट्रान्झिस्टर उघडतो आणि त्यातून विद्युत प्रवाह वाहू लागतो. हा प्रवाह बाह्य प्रतिकाराने मर्यादित आहे. हे वर्तन जेनर डायोडच्या हिमस्खलनाच्या विघटनासारखे दिसते जेव्हा त्यास उलट व्होल्टेज लागू केले जाते. डायोड हे मायक्रोसर्कीटच्या रिव्हर्स स्विचिंगपासून संरक्षण करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे.
महत्वाचे! व्होल्टेज संदर्भ पिन अनकनेक्ट ठेवला जाऊ नये आणि त्यासाठी किमान 4µA वर्तमान आवश्यक आहे.
खरं तर, ही योजना सशर्त आहे - ती केवळ कामाचे स्वरूप स्पष्ट करण्यासाठी योग्य आहे. प्रत्यक्षात, सर्वकाही इतर तत्त्वांनुसार अंमलात आणले जाते. तर, सर्किटच्या आत तुम्हाला 2.5 V च्या संदर्भ व्होल्टेजसह बिंदू सापडत नाही.
स्विचिंग सर्किट्सची उदाहरणे
TL431 स्विचिंग सर्किटसाठी पर्यायांपैकी एक पारंपारिक तुलनाकर्ता आहे. आपण त्यावर काही प्रकारचे थ्रेशोल्ड रिले तयार करू शकता - उदाहरणार्थ, लेव्हल रिले, लाइटिंग रिले इ. केवळ संदर्भ व्होल्टेज स्त्रोत अंगभूत आहे आणि समायोजित केले जाऊ शकत नाही, म्हणून, सेन्सरद्वारे वर्तमान आणि व्होल्टेज ड्रॉप नियंत्रित केले जातात.
सेन्सरवर 2.5 व्ही ड्रॉप होताच, मायक्रोसर्किटचा आउटपुट ट्रान्झिस्टर उघडतो, एलईडीमधून विद्युतप्रवाह वाहतो आणि तो उजळतो. LED ऐवजी, तुम्ही लो-पॉवर रिले किंवा ट्रान्झिस्टर स्विच वापरू शकता जे लोड स्विच करते. रेझिस्टर R1 चा वापर तुलनाकर्त्याच्या ऑपरेशनची पातळी समायोजित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. R2 गिट्टी म्हणून काम करते आणि LED द्वारे विद्युत् प्रवाह मर्यादित करते.
परंतु अशा समावेशामुळे TL431 ची सर्व वैशिष्ट्ये वापरणे शक्य होत नाही - तुलनाकर्ता अशा रिलेसाठी अधिक योग्य असलेल्या इतर कोणत्याही मायक्रोसर्किटवर तयार केला जाऊ शकतो.समान असेंब्ली इतर हेतूंसाठी डिझाइन केली आहे.
समांतर रेग्युलेटर मोडमध्ये TL431 चालू करण्यासाठी सर्वात सोपा सर्किट 2.5 V संदर्भ व्होल्टेज स्त्रोत आहे. यासाठी, फक्त एक गिट्टी आवश्यक आहे रेझिस्टर, जे आउटपुट ट्रान्झिस्टरद्वारे वर्तमान मर्यादित करेल.
महत्वाचे! क्लासिक जेनर डायोड स्विचिंग सर्किटच्या विपरीत, आपण आउटपुटच्या समांतर कॅपेसिटर स्थापित करू नये. यामुळे परजीवी दोलन होऊ शकतात. सर्वसाधारणपणे, त्याची आवश्यकता नाही, कारण विकसकांनी आउटपुट आवाज कमी करण्यासाठी उपाय केले आहेत. परंतु यामुळे, पारंपारिक झेनर डायोडप्रमाणे, ध्वनी जनरेटरचा आधार म्हणून मायक्रोसर्किट वापरला जाऊ शकत नाही.
प्रतिरोधक R1 आणि R2 द्वारे तयार केलेल्या फीडबॅक सर्किटमध्ये मायक्रोसर्कीटची क्षमता अधिक पूर्णपणे वापरली जाते.
जेव्हा पॉवर लागू होते, तेव्हा आउटपुट व्होल्टेज वाढते आणि काही मायक्रोसेकंदांमध्ये स्थिर होते (काही दर प्रमाणित नाही). उस्ताब सेट आहे दुभाजक, त्याची गणना Ustab=2.495*(1+R2/R1) या सूत्राने केली जाऊ शकते. गणना करताना, हे लक्षात घेतले पाहिजे की अशा समावेशासह अंतर्गत प्रतिकार (1 + R2 / R1) पटीने वाढतो.
अतिरिक्त चालू करून तुम्ही शास्त्रीय पद्धतीने स्टॅबिलायझरची लोड क्षमता वाढवू शकता द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर.
महत्वाचे! ट्रान्झिस्टर अनिवार्यपणे फीडबॅक लूप सर्किटमध्ये समाविष्ट केले आहे.
असा समावेश सर्किटला समांतर रेग्युलेटरमध्ये रूपांतरित करतो, इनपुट व्होल्टेजला आउटपुट व्होल्टेजपेक्षा जास्त आवश्यक आहे. त्याची कार्यक्षमता Uout/Uin प्रमाणापेक्षा जास्त असू शकत नाही. हे स्टॅबिलायझरचे पॅरामीटर्स खराब करते, म्हणून फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर वापरणे चांगले आहे, त्यावरील व्होल्टेज ड्रॉप कमी आहे.
येथे, इनपुट आणि आउटपुट व्होल्टेजमधील लहान आवश्यक फरकामुळे कार्यक्षमता जास्त आहे, परंतु ट्रान्झिस्टर गेटसाठी अतिरिक्त उर्जा स्त्रोत आवश्यक आहे - त्याचे व्होल्टेज विनपेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे.
TL431 वर, तुम्ही वर्तमान स्टॅबिलायझर एकत्र करू शकता.
ट्रान्झिस्टरच्या कलेक्टर सर्किटमधील विद्युतप्रवाह Istab \u003d Vref / R1 च्या बरोबरीचा असेल.
जर समान सर्किट दोन-टर्मिनल नेटवर्कच्या स्वरूपात समाविष्ट केले असेल तर वर्तमान मर्यादा प्राप्त होईल.
वर्तमान Io=Vref/R1+Ika पर्यंत मर्यादित असेल. बॅलास्ट रेझिस्टरचे मूल्य Rb=Uin(Io/hfe+Ika) अटींमधून निवडले पाहिजे, जेथे hfe हा ट्रान्झिस्टरचा लाभ आहे. हे फंक्शन असलेल्या मल्टीमीटरने मोजले जाऊ शकते.
रेडिओ एमेच्युअर्स नॉन-स्टँडर्ड इनक्लुजनमध्ये मायक्रोसर्किट वापरतात. TL431 मध्ये स्वयं-उत्तेजित होण्याची प्रवृत्ती आहे, जी एक गैरसोय आहे. परंतु यामुळे ते व्होल्टेज-नियंत्रित जनरेटर म्हणून वापरणे शक्य होते. हे करण्यासाठी, आउटपुटवर एक कॅपेसिटर स्थापित केला आहे.
analogues काय आहेत
व्यावसायिक आणि इलेक्ट्रॉनिक्स उत्साही लोकांच्या जगात मायक्रोसर्किटची उच्च लोकप्रियता आहे. म्हणून, ते अनेक उत्पादकांद्वारे तयार केले जाते. टेक्सास इन्स्ट्रुमेंट्स (डेव्हलपर म्हणून), मोटोरोला, फेअरचाइल्ड सेमीकंडक्टर आणि इतर जगप्रसिद्ध कंपन्या मूळ नावाने मायक्रोसर्किट तयार करतात. पूर्वी रिलीझ केलेल्या TL430 स्टॅबिलायझरचा उल्लेख न करणे अशक्य आहे, Vref = 2.75 V आणि कमाल ऑपरेटिंग वर्तमान दीड पटीने वाढले आहे. परंतु या मायक्रोसर्किटची मागणी कमी होती आणि एसएमडी माउंटिंगच्या युगाच्या सुरुवातीपर्यंत जगली नाही.
इतर उत्पादक इतर अक्षर निर्देशांकांसह व्होल्टेज रेग्युलेटर तयार करतात, परंतु त्यांच्या नावे नेहमी 431 क्रमांक असतात (अन्यथा ग्राहक अज्ञात मायक्रोक्रिकेटकडे लक्ष देणार नाही). बाजारात आहेत:
- KA431AZ;
- KIA431;
- HA17431VP;
- IR9431N
आणि कार्यक्षमतेत समान इतर मायक्रोसर्कीट. परंतु अल्प-ज्ञात आणि अज्ञात उत्पादकांची उत्पादने पॅरामीटर्सच्या अनुपालनाची हमी देत नाहीत.
एक घरगुती अॅनालॉग आहे - KR142EN19A, KT-26 पॅकेजमध्ये तयार केले जाते (कमी पॉवर ट्रान्झिस्टरसारखे). हे पूर्णपणे मूळ चिपसारखेच आहे, परंतु काही वैशिष्ट्ये थोडी वेगळी आहेत. तर, अंतर्गत प्रतिकार <0.5 ओहमच्या आत सामान्यीकृत केला जातो.
उल्लेख करण्यासारखे आहे SG6105 PWM कंट्रोलर. यात दोन अंतर्गत स्टॅबिलायझर्स आहेत, पूर्णपणे TL431 सारखेच. त्यांच्याकडे स्वतंत्र टर्मिनल्स आहेत आणि ते संदर्भ व्होल्टेज स्त्रोत म्हणून वापरले जाऊ शकतात.
TL431 चिपची कार्यक्षमता कशी तपासायची
मायक्रोसर्किटमध्ये एक जटिल अंतर्गत रचना आहे, म्हणून ती एका परीक्षकाद्वारे तपासली जाऊ शकत नाही. कोणत्याही परिस्थितीत, आपल्याला काही प्रकारची योजना गोळा करावी लागेल. जर नियमित वीज पुरवठा असेल तर तीन प्रतिरोधक आणि एक एलईडी आवश्यक आहे.
वीज पुरवठ्याचे व्होल्टेज 36 V पेक्षा जास्त नसावे. R1 निवडले जाते जेणेकरून जास्तीत जास्त व्होल्टेजवर, LED द्वारे प्रवाह 10-15 mA पेक्षा जास्त नसेल. R1 आणि R3 चे गुणोत्तर असे असावे की जास्तीत जास्त स्रोत व्होल्टेजवर, R3 वर 2.5 V पेक्षा जास्त आणि शक्यतो 3 पेक्षा जास्त. जेव्हा आउटपुट व्होल्टेज 0 V वरून R3 वर उंबरठ्यावर पोहोचेल तेव्हा LED फ्लॅश होईल, याचा अर्थ microcircuit कार्यरत आहे. आपण एलईडी स्थापित करू शकत नाही, परंतु कॅथोडवर फक्त व्होल्टेज मोजा - ते अचानक बदलले पाहिजे.
कोणतेही नियमन केलेले स्त्रोत नसल्यास, परंतु स्थिर व्होल्टेजसह वीज पुरवठा असल्यास, तुम्हाला R3 ऐवजी पोटेंटिओमीटर वापरावे लागेल. जेव्हा इंजिन दोन्ही दिशेने फिरते तेव्हा LED उजळला पाहिजे आणि बाहेर गेला पाहिजे.
इलेक्ट्रॉनिक घटक बाजार एकात्मिक व्होल्टेज रेग्युलेटरची खूप विस्तृत श्रेणी ऑफर करते.परंतु त्याची व्याप्ती खूप विस्तृत आहे, त्यामुळे बाजारात अनेक प्रकारच्या मायक्रोक्रिकेट्सचे स्थान आहे. TL431 सह.
तत्सम लेख:
