TL431- это интегральный стабилитрон. В цепи он играет роль источника опорного напряжения. Используется представленный элемент, как правило, в блоках питания. Устройство у стабилитрона довольно простое. Всего у модели используется три выхода. В зависимости от модификации в корпусе могут располагаться до десяти транзисторов. Отличительной чертой TL431 считается хорошая термостабильность.
У стабилитрона TL431 схема включения на 2.48 В имеет одноступенчатый преобразователь. В среднем рабочий ток в системе достигает уровня 5.3 А. Резисторы для передачи сигнала могут использоваться с различной проводимостью напряжения. Точность стабилизаций в указанных устройствах колеблется в районе 2 %.
Для повышения чувствительности стабилитрона используются различные модуляторы. Как правило, подбираются именно дипольного типа. В среднем емкость их не более 3 пФ. Однако в данном случае многое зависит от проводимости тока. Чтобы снизить риск перегрева элементов, используются расширители. Подключение стабилитронов осуществляется через катод.
Включение устройства на 3.3 В
У стабилитрона TL431 схема включения на 3.3В подразумевает использование одноступенчатого преобразователя. Резисторы для передачи импульса применяются селективного типа. Еще у стабилитрона TL431 схема включения 3.3 вольта имеет модулятор небольшой емкости. Чтобы снизить риск коротких замыканий, применяют предохранители. Устанавливаются они, как правило, за стабилитронами.
Для усиления сигнала не обойтись без фильтров. В среднем пороговое напряжение колеблется в районе 5 Вт. Рабочий ток системы составляет не более 3.5 А. Как правило, точность стабилизации не превышает 3%. Также важно отметить, что подключение стабилитрона может осуществляться через векторный переходник. В этом случае транзистор подбирается резонного типа. В среднем емкость модулятора должна составлять 4.2 пФ. Тиристоры используются как фазового, так и открыто типа. Чтобы увеличить проводимость тока, необходимы триггеры.
На сегодняшний день указанные элементы оснащаются усилителями разной мощности. В среднем пороговое напряжение в системе достигается 3.1 Вт. Показатель рабочего тока колеблется в районе 3.5 А. Также важно учитывать выходное сопротивление. Представленный параметр обязан составлять не более 80 Ом.
Что из себя представляет микросхема TL431
Эту микросхему, разработанную в 70-х годах ХХ века, часто называют «регулируемым стабилитроном», и на схеме обозначают, как стабилитрон с двумя классическими выводами – анодом и катодом. Также имеется третий вывод, о назначении которого позже. На вид микросборка стабилитрон совсем не напоминает. Выпускается, как обычная микросхема, в нескольких вариантах корпуса. Изначально изготавливались варианты только под плату с отверстиями (true hole), с развитием SMD-технологий TL431 стали «упаковывать» и в корпуса для поверхностного монтажа, включая популярные SOT с различным количеством выводов. Минимально необходимое для работы количество ног – 3. Некоторые корпуса содержат большее количество выводов. Излишние ножки либо никуда не подключены, либо задублированы.
Как проверить TL431
Основные характеристики, знание которых достаточно для выполнения 90+ процентов задач, возникающих при разработке электронных схем:
- пределы выходного напряжения – 2,5…36 В (это можно отнести к минусам, так как современные регуляторы имеют нижний лимит от 1,5 В);
- наибольший ток – 100 мА (он невелик, сравним со стабилитроном средней мощности, поэтому перегружать микросхему не стоит, защиты у неё нет);
- внутреннее сопротивление (импеданс эквивалентного двухполюсника) – около 0,22 Ом;
- динамическое сопротивление – 0,2…0,5 Ом;
- паспортное значение Uref=2,495 В, точность – в зависимости от серии, от ±0,5% до ±2%;
- рабочий диапазон температур для TL431С – 0…+70 °С, для TL431A – минус 40…+85 °С.
Прочие характеристики, включая графики зависимости параметров от температуры, можно посмотреть в даташите. Но в большинстве случаев они не понадобятся.
Назначение выводов и принцип работы
При анализе внутренней структуры микросхемы становится понятно, что сравнение со стабилитроном довольно условно.
Больше всего строение TL431 напоминает компаратор. На инвертирующий выход подано опорное напряжение Vref, равное 2,5 В. Это напряжение стабилизировано, поэтому выходное также будет стабильным. Неинвертирующий выход выведен наружу. Если поданное на него напряжение не превышает опорного, на выходе компаратора ноль , транзистор закрыт, ток не течёт. Если на прямом входе напряжение превышает 2,5 В, то на выходе дифференциального усилителя появляется положительный уровень, транзистор открывается, через него начинает течь ток. Этот ток ограничивается внешним сопротивлением. Такое поведение напоминает лавинный пробой стабилитрона при приложении к нему обратного напряжения. Диод предназначен для защиты от обратного включения микросхемы.
Важно! Вывод опорного напряжения нельзя оставлять никуда неподключенным, он требует тока минимум 4 мкА.
Фактически и эта схема условна – она пригодна только для объяснения характера работы. Реально всё реализовано по другим принципам. Так, внутри схемы нельзя найти точку с опорным напряжением 2,5 В.
Характеристики TL431
- Максимальное входное напряжение TL431 – 36В
- Диапазон напряжений выхода TL431 – 2.5-36В
- Максимальный выходной ток TL431 – 100мА
- Минимальный ток нагрузки – 1мА
- Опорное напряжение микросхемы – 2.5В
- Погрешность напряжения на выходе – 0.5%, 1%, 2%
- Сопротивление на выходе – 0.2 Ом
- Рабочий температурный диапазон – -40-125°C
TL431 производится в различных вариациях корпусов. В соответствии с типом монтажа, вы можете подобрать подходящий к вашему проекту. В целях монтажа в отверстия на плате и навесного монтажа: TO-92, а для поверхностного монтажа: SOT-23, SOT-25, SOT-89 и SOP-8.
Для прототипирования и простых самоделок без использования печатных плат наиболее удобным вариантом является TO92, так как ее можно использовать как совместно с breadboard, так и с навесным монтажем.
Подключение TL431
Вне зависимости от типа корпуса, микросхема имеет 3 контакта. А в корпусах с большим количеством ножек, остаток не используется или дублирует основные 3. Здесь вы можете увидеть цоколевку (распиновку) всех вариантов TL431.
Минимальная схема подключения состоит всего лишь из одного резистора. На выходе данной схемы напряжение будет равно опорному — 2.5В.
Как проверить TL431?
Микросхема TL431 – это управляемый стабилитрон. Она часто встречается в блоках питания ПК и т.д. Если она вышла из строя, то это может повлечь за собой массу неприятностей, таких как глюки в работе материнской платы и подобные этому явления. Если есть подозрения на неисправность данного компонента, то лучше заменить его сразу. Но если нет под рукой ничего под замену, а проверка на работоспособность необходима, как проверить TL431 в таком случае? Для этой процедуры, надеюсь, вам будет полезна наша статья.
Как проверить TL431 мультиметром?
Многие, кто первый раз столкнулись с микросхемой TL431, часто называют ее транзистор TL431 и пытаются ее проверять мультиметром. Толку от этой проверки будет ноль, т.к. сопротивление между выводами в разных случаях разное и отличается от детали к детали. Для правильной проверки микросхемы TL431 необходимо ее подключить в очень простенькую схему.
Резистор R3 подбирается таким образом, что бы ток, проходящий через светодиод, не превышал 20мА. Сопротивления R2 и R3 — это балансировочные резисторы, от них будет зависеть, при каком напряжении источника питания загорится светодиод. TL431 откроется лишь тогда, когда напряжение на ее управляющем выводе достигнет 2,5В.
Включенная в такую схему TL431 является отличным индикатором повышения напряжения. Поскольку напряжение источника будет фиксированное — 5В, то управление микросхемой будет производиться с помощью подстроечного резистора R2.
Для наглядного теста, эта схемка реализована на макетной плате, но ее можно смело смонтировать в маленький корпус и получить полезный девайс, если есть необходимость в частой проверки данной микросхемы. В исходном состоянии светодиод не горит, TL431 — закрыта.
Дальше стоит изменять сопротивление подстроечного резистора до тех пор, пока микросхема не откроется. Светодиод загорается сразу ярко, нет переходного момента или тусклого свечения.
Эту схему также можно смело использовать как индикатор заряда батареи или другого сигнализатора повышения напряжения. На этом этапе проверка TL431 окончена, микросхема функционирует правильно, и можно сказать, что она полностью рабочая.
Независимые устройства на базе микросхемы
Эту микросхему используют в блоках питания телевизоров и компьютером. Однако на её базе можно составить независимые электрические схемы некоторыми, из которых являются:
- стабилизатор тока;
- звуковой индикатор.
Стабилизатор тока
Стабилизатор тока — это одна из самых простых схем, которые можно реализовать на микросхеме tl 341. Он состоит из следующих элементов:
- источника питания;
- сопротивления R 1, подключённого с помощью общей точки к + линии питания;
- шунтирующего сопротивления R 2 к — линии питания;
- транзистора, чей эмиттер подключён к — линии через резистор R 2, коллектор к выходу — линии, а база через общую точку к катоду микросхемы;
- микросхемы tl 341, чей анод подключён к — линии с помощью общей токи, а вывод ref включён в эмиттерную цепь транзистора также с помощью общей точки.
Основную роль в данной схеме выполняет шунтирующий резистор R 2, который за счёт обратной связи устанавливает значение, напряжение равное 2,5 В. Из-за этого выходной ток будет принимать следующий вид: I=2,5/R2.
Звуковой индикатор
Звуковой индикатор на базе tl 341 представляет собой простую схему, изображённую на рисунке 5
Такой звуковой индикатор можно использовать для отслеживания уровня воды в какой-либо ёмкости. Датчик представляет собой электронную схему в корпусе с двумя выводными электродами, изготовленными из нержавеющей стали, один из которых расположен на 20 мм выше другого.
В момент соприкосновения выводов датчика с водой происходит снижение сопротивления и осуществляется переход tl 341 в линейный режим через резисторы R 1и R 2. Это способствует появлению автогенирации на резонансной частоте и образованию звукового сигнала.
Проверка работоспособности с помощью мультиметра
Вопросом о том, как проверить tl431 с помощью мультиметра, задаются многие. Ответ на него достаточно прост для того, чтобы проверить микросхему tl341 или её модификации tl431a необходимо выполнить следующие действия:
- Собрать простую тестовую схему с использованием микросхемы и ключа.
- Замкнуть цепь переключателя и провести измерения. Мультиметр должен показывать значение опорного напряжения — 2,5 В.
- Разомкнуть цепь и провести измерения. На дисплее измерительного прибора должно быть 5 В.
Как проверить TL431
Заказал я себе немного тех самых TL431, а это не что иное как интегральная схема трёхвыводного регулируемого параллельного стабилизатора напряжения с улучшенной температурной стабильностью.
Как я уже не однократно писал, радиоэлементы полученные с Алика, даже с проверенных магазинов, желательно проверять по получению.
Для проверки этого элемента можно собрать простенькую схему:
Результат работы схемы должен быть следующий: при таком положении кнопки SB1 как на схеме, на выходе должно быть 5В, при нажатой кнопке — 2,5В, так как судя по Даташиту опорное напряжение равно именно те 2,5В.
Собираем на макетке схемку и проводим измерения:
В исходном положении положенные 5В:
Вместо кнопки у меня перемычка и опорное напряжение 2,5В:
Вывод: все соответствует требованиям, это конечно не все, можно было бы заморочиться и проверить все параметры, которые указаны в документации, но в данном случае я не вижу в этом никакого смысла.
Когда-то встречал статью о возможности проверить TL431 c помощью универсального тестера, не помню всего, но общий смысл такой, в разных положениях проверяем микросхемку, а это именно микросхемка(!) и запоминаем что нам показывают и сравниваем с эталоном…
но я думаю собрать такую схемку намного проще и информативнее, хотя каждый решает для себя сам))
И на последок для чего я все это дело заказал:
Схема будет такой:
Смысл схемы в отображении критического разряда батареи, куда применять — исходя из предыдущей статьи про перевод универсального тестера на литий, я вам не скажу)))
И первые тесты этой схемы:
Схема срабатывает очень четко(!), но есть одно НО, схема отказалась у меня работать с красным светодиодом, а вот с синим, который видно на картинках, работает отлично, пока не разобрался почему, но будем искать, синий мне не нравится. Так же еще потестирую в плане потребления тока, есть ли смысл ставить кнопку или приемлемо оставить постоянно включенным это устройство. Все это я расскажу в следующей статье)
Скажу одно есть в планах оснастить рад устройств таким индикатором и даже заказать платки у Китайских друзей, такого опыта у меня еще нет, если будет все подробно расскажу.
ПРОВЕРКА ИСТОЧНИКА ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ TL431
При ремонте была явная необходимость в первую очередь проверить исправность источника опорного напряжения, но не проверял, откладывал на потом и занимался тем, с чем можно было повременить. Понимал, что «туплю», но ничего поделать не мог. Тестера для проверки TL431 не было. В очередной раз подпаивать «на коленке» детальки проверочной схемы уже было невмоготу. И как не хотелось отвлекаться от начатого ремонта, но пришлось. Душу согревало, что в следующий раз, когда понадобиться проверить Т-эльку проблем не будет.
Схема электрическая тестера
В виртуальном пространстве интернета схем для такой проверки множество. Разницу между ними усмотрел в том, что одни сообщают – сигнализируют о исправности электронного компонента миганием – загоранием светодиодов, другие создают предпосылки для измерения напряжения на выходе, по величине которого и следует судить о исправности TL431. С одной стороны первые вроде как самодостаточны, в дополнение же ко вторым необходим вольтметр. С другой стороны первым нужно «верить на слово», вторые же сами ничего «не решают», а выдают объективную информацию для принятия решения. К тому-же вольтметр всегда под рукой. Выбрал второй вариант, он к тому же ещё и проще, «цена вопроса» – три постоянных резистора.
За подходящим корпусом, для помещения в него всего необходимого, дело не встанет, на сайте есть статья «Изготовление сетевой вилки с нестандартным корпусом». Начал с оборудования верхней крышки корпуса, для этого понадобились трёхвыводная панелька, кнопка нажимного действия и тетрадный лист в клеточку на котором был начерчен круг в соответствии с диаметром крышки и шилом намечены места установки панельки и кнопки. Вырезанный круг уже стал шаблоном, был помещён на крышку и на ней произведена шилом соответствующая разметка. Далее, тем-же шилом, были проколоты отверстия необходимого диаметра под контакты панельки и кнопки.
