Sådan fungerer Shunt Regulator TL431, datablad, anvendelse

I dette indlæg lærer vi, hvordan en shuntregulator IC typisk fungerer i SMPS-kredsløb. Vi tager eksemplet på den populære TL431-enhed og forsøger at forstå dens anvendelse i elektroniske kredsløb gennem et par af dens applikationsnotater.

Elektriske specifikationer

Teknisk set enheden TL431 kaldes en programmerbar shuntregulator, i enkle vendinger kan det forstås som en justerbar zenerdiode.

Lad os lære mere om dens specifikationer og applikationsnoter.

TL431 tilskrives følgende hovedfunktioner:

• Udgangsspænding kan indstilles eller programmeres fra 2,5 V (minimumreference) op til 36 volt.
• Udgangsimpedans lav dynamisk, omkring 0,2 Ohm.
• Sinkstrømhåndteringskapacitet op til maksimalt 100mA
• I modsætning til normale zenerer er støjgenerering ubetydelig.
• Skifter respons lynhurtigt.

Hvordan fungerer IC TL431?

TL431 er en trebenet transistor som (såsom BC547) justerbar eller programmerbar spændingsregulator.
Udgangsspændingen kan dimensioneres ved hjælp af kun to modstande på tværs af de angivne pin-outs på enheden.

Diagrammet nedenfor viser enhedens interne blokdiagram og også udpegningsbetegnelserne.

Følgende diagram viser pin-outs på den aktuelle enhed. Lad os se, hvordan denne enhed kan konfigureres til praktiske kredsløb.

Kredseeksempler ved hjælp af TL431

Nedenstående kredsløb viser, hvordan ovenstående enhed TL431 kan bruges som en typisk shuntregulator.

Ovenstående figur viser, hvordan TL431 ved hjælp af blot et par modstande kan kobles til som en shuntregulator til generering af udgange mellem 2,5 og 36 volt. R1 er en variabel modstand, der bruges til at justere udgangsspændingen.

Seriemodstanden ved forsyningens positive input kan beregnes ved hjælp af Ohms lov:

R = Vi / I = Vi / 0,1

Her er Vi forsyningsindgangen, som skal være under 35 V. 0,1 eller 100 mA er den maksimale spændingsspecifikation for IC, og R er modstanden i ohm.

Beregning af Shunt Regulator-modstande

Den følgende formel holder godt til at erhverve værdierne for de forskellige komponenter, der bruges til at fastgøre shunt-spændingen.

Vo = (1 + R1 / R2) Vref

Hvis en 78XX skal bruges sammen med enheden, kan følgende kredsløb bruges:

Jorden på TL431 katoden er forbundet med 78XX jordstiften. Outputtet fra 78XX IC er forbundet med det potentielle opdelingsnetværk, der bestemmer udgangsspændingen.

Dele kan identificeres ved hjælp af formlen vist i diagrammet.

Ovenstående konfigurationer er begrænset til en maksimum 100 mA strøm ved udgangen. For at få højere strøm kan en transistorbuffer anvendes, som vist i det følgende kredsløb.

I ovenstående diagram svarer de fleste af delernes placering til det første shuntregulatordesign, bortset fra at katoden her er forsynet med en modstand til positiv, og at punktet også bliver basetriggeren for den tilsluttede buffertransistor.

Udgangsstrømmen afhænger af størrelsen af ​​strømmen, som transistoren er i stand til at synke.

I ovenstående diagram kan vi se to modstande, hvis værdier ikke er nævnt, en i serie med indgangsforsyningslinjen, en anden ved bunden af ​​PNP-transistoren.

Modstanden på indgangssiden begrænser den maksimale tolerante strøm, der kan synkes eller shuntes af PNP-transistoren. Dette kan beregnes på samme måde som tidligere diskuteret for det første regulatordiagram TL431. Denne modstand beskytter transistoren mod at brænde på grund af kortslutning ved udgangen.

Modstanden i bunden af ​​transistoren er ikke kritisk og kan vilkårligt vælge noget mellem 1k og 4k7.

Anvendelsesområder for IC TL431

Selvom ovenstående konfigurationer kan bruges ethvert sted, hvor præcisionsspændingsindstilling og referencer kan være påkrævet, bruges den i vid udstrækning i SMPS-kredsløb i dag til at generere præcis referencespænding til den tilsluttede optokobler, som igen beder SMPS's indgangsmosfet om at regulere udgangsspændingen nøjagtigt til de ønskede niveauer.

For mere info gå til https://www.fairchildsemi.com/ds/TL/TL431A.pdf