Стабилитрон TL431: схемы и характеристики

Стабилизатор TL431 — это один из самых популярных компонентов на рынке электронике, стал он таким благодаря характеристикам и простоте включения в различные схемы. Добавьте к данной микросхеме несколько резисторов и конденсаторов и вы сразу получите на выходе стабильное напряжение от 2,5 до 36 В при токе стабилизации от 1 до 100 мА. А если вам нужно более высокое напряжение на выходе то тут уже нужны мощные транзисторы.

TL431 также известен как управляемый программируемый стабилитрон. Его первоначально представила компания Texas Instruments (TI) в 1977 году. За годы существования микросхема была улучшена и сейчас является самым часто используемым стабилизатором в импульсных блоков питания. Кроме того, она может использоваться в качестве альтернативы диодам Зенера.

Цоколевка

Существует пять различных вариантов корпусов TL431, поэтому цоколевка зависит в коком из них он выполнен:

  • для монтажа в отверстия — ТО-92;
  • для поверхностного монтажа — SOT-23, SOT-25, SOT-89 и SOP-8.

У каждого из этих корпусов имеется определенное количество металлических выводов. Например, у версий, размещаемых в пластиковых корпусах, всего три контакта:

  • 1 — управляющий электрод;
  • 2 — анод;
  • 3 — катод.

Некоторые типы корпусов имеют больше металлических выводов, но не все они используются или совмещены с другими. Визуальное представление распиновки TL431дано на рисунке.

Типы корпусов TL413 и распиновка

Давайте рассмотрим максимально допустимые рабочие характеристики микросхемы TL431. При превышении этих параметров устройство выйдет из строя, поэтому продолжительная эксплуатация при значениях, близких к предельным, не допускается. Это включает:

  • Типовой импеданс, который не должен превышать 0,22 Ом.;
  • Тепловое сопротивление корпуса: 97 °C/Вт (D), 156 °C/Вт (LP), 28 °C/Вт (KTP), 127 °C/Вт (P), 52 °C/Вт (PK), 149 °C/Вт (PW).;
  • Катодное выходное напряжение (VKA) по отношению к выводу анода, которое не должно превышать 37 В.;
  • Температура хранения: от -65 до +150 °C;
  • Возможные значения токов: для непрерывного катодного тока на выходе (IKA) от -100 мА до 150 мА; для обратного тока на входе от -50 мА до 10 мА.;
  • Температура кристалла (TJ): рабочая от 0 до +70 °C, -40 до +125 °C (для некоторых автомобильных версий), максимальная (TJmax) до +150 °C.;
  • Рассеиваемая мощность (PD) для разных типов упаковки: 0,8 Вт (SOT-89), 0,78 Вт (ТО-92), 0,75 Вт (SO-8), 0,33 Вт (SOT-23), 0,5 Вт (SOT-25).
Символы и схема tl431

Электрически параметры

Для использования TL413 в рабочих условиях рекомендуется следующие значения: входное опорное напряжение (VREF) не должно превышать 36 В, катодный ток (IKA) должен быть в диапазоне от 1 до 100 мА, а также необходимо соблюдать температурные режимы эксплуатации. Важно учитывать, что при IKA <5 мА данная микросхема может работать нестабильно. Ниже приведены электрические параметры устройства, замеренные при температуре ТА= 25°C.

ПараметрТест.
цепь
Тестовые условияMINTYPMAXЕд.изм
Опорное напряжение2VKA = Vref, IKA = 10 mA244024952550mV
Отклонение опорного напряжения по полному температурному диапазону2VKA = Vref, IKA = 10 mA,
TA = полный диапазон*
425mV
Отношение изменения опорного напряжения к изменению катодного напряжения3IKA = 10 mA–1.4–2.7mV/V
Опорный ток3IKA = 10 mAб R1 = 10 kΩ, R2 = ∞23µA
Отклонение опорного тока по полному температурному диапазону3IKA = 10 mAб R1 = 10 kΩ, R2 = ∞,
TA = полный диапазон*
0.41.2µA
Минимальный регулируемый ток катода2VKA = Vref0.41mA
Ток катода в выключенном состоянии4VKA = 36 V, Vref = 00.11µA
Динамический импеданс2IKA = 1 mA — 100 mA, VKA = Vref,
f ≤ 1 kHz
0.20.5

Схемы включения

Давайте рассмотрим работу TL431 на простой стабилизирующей схеме, состоящей из самой микросхемы и одного резистора. Для включения микросхемы, на ее управляющий электрод подаётся опорное напряжение (Vref). К катоду подключается положительный, а к аноду отрицательный полюс питания. Если значение Vref больше 2.5 В, то стабилитрон почти мгновенно откроется и начнёт пропускать ток (IKA), который может использоваться для питания нагрузки. Значение IKA будет увеличиваться вместе с увеличением уровня Vin, и его можно определить по формуле IKA = (Vin — Vref) / R. При этом, выходное напряжение схемы будет стабилизировано на уровне опорного напряжения (VKA = Vref), которое не превышает 2.5 В и не зависит от уровня входного напряжения Vin.

Shema-tl431

Далее приведена тестовая схема измерения эквивалента входного шумового напряжения.

Стабилитрон TL431: схемы и характеристики

Аналоги

Существуют российские микросхемы, которые могут подойти в виде аналогов TL431 и имеют схожие параметры. Одним из таких вариантов для замены является линейный стабилизатор КР142ЕН19. Кроме того, существуют другие микросхемы, которые являются полными аналогами TL431, такие как:

  • TL432;
  • IR943N;
  • TL432;
  • LM431.

Среди устройств с похожей цоколевкой и немного другими электрическими параметрами можно отметить HA17431A и KIA431. В качестве замены можно также рассмотреть APL1431

Проверка мультиметром

Проверка мультиметром TL431 возможно только при сборке специальной тестовой схемы, потому что это не транзистор и не диод который грубо говоря можно прозвонить. Это интегральная микросхема которую просто с помощью тестера невозможно проверить.

Схема для проверки 1 (рисунок слева)

В этой схеме на вход подаётся 12 В. Если устройство исправно, то на выходе должно появиться напряжение 4.9-5.0 В, а при замыкании кнопки S1 2.5 В. Мультиметр в данном случае используется для измерения результатов тестирования.

Схема для проверки TL431

Схема для проверки 2 (рисунок справа)

Кроме того, TL431 можно проверить в другой тестовой схеме со светодиодом . При изменении сопротивления R2 потенциометра на управляющем электроде появится 2.5 В. Когда устройство исправно, диод должен резко перейти в светящееся состояние, что свидетельствует о том, что микросхема работает правильно. Этот принцип работы можно использовать для создания индикатора разряда аккумулятора.

Datasheet TL431

Множество зарубежных компаний выпускают микросхему TL431, Datasheet от каждого из них можно скачать в списке ниже, а также полностью на русском языке (есть пометка) :

Графические иллюстрации

Входное опорное напряжение к температуре tl431
Входное опорное напряжение к температуре
Входной опорный ток к температуре tl431
Входной опорный ток к температуре
Катодный ток к катодному напряжению tl431
Катодный ток к катодному напряжению
2 Катодный ток к катодному напряжению
Катодный ток к катодному напряжению
Катодный ток в выключенном состоянии к температуре tl431
Катодный ток в выключенном состоянии к температуре
Отношение изменения опорного напряжения к изменению катодного напряжения к температуре
Отношение изменения опорного напряжения к изменению катодного напряжения к температуре
0

Автор публикации

не в сети 1 месяц

Антон ИТ

0
Комментарии: 0Публикации: 495Регистрация: 02-12-2020
Оцените статью
radiosvod.ru
Добавить комментарий
Авторизация
*
*

5 × три =

Регистрация
*
*
*

16 − 5 =

Генерация пароля