इलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिजाइन करते समय, अक्सर कम-शक्ति वोल्टेज नियामक या संदर्भ वोल्टेज स्रोत की आवश्यकता होती है। अनियमित इंटीग्रल स्टेबलाइजर्स द्वारा कई निश्चित वोल्टेज बंद कर दिए जाते हैं। एडजस्टेबल बिल्ड ऑन चिप LM317, लेकिन इसमें कुछ अंतर्निहित खामियां और अक्सर अनावश्यक कार्यक्षमता होती है। कई मामलों में, TL431 चिप समस्या का समाधान करेगा, जिससे आपको कम-शक्ति स्थिर वोल्टेज स्रोत प्राप्त करने की अनुमति मिलती है जिसे 2.5 से 36 V तक समायोजित किया जा सकता है।
विषय
TL431 चिप क्या है
बीसवीं शताब्दी के 70 के दशक में विकसित इस माइक्रोक्रिकिट को अक्सर "समायोज्य जेनर डायोड" कहा जाता है, और आरेख पर दो शास्त्रीय निष्कर्षों के साथ जेनर डायोड के रूप में नामित किया जाता है - एक एनोड और एक कैथोड। एक तीसरा निष्कर्ष भी है, जिसके उद्देश्य पर बाद में चर्चा की जाएगी। माइक्रो-असेंबली की तरह दिखता है ज़ेनर डायोड बिल्कुल याद नहीं आता। यह कई पैकेज विकल्पों में एक पारंपरिक माइक्रोक्रिकिट की तरह निर्मित होता है। प्रारंभ में, केवल छेद (सच्चे छेद) वाले बोर्ड के लिए विकल्प बनाए गए थे, SMD प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ, TL431 को सतह पर लगे पैकेजों में "पैक" किया जाने लगा, जिसमें विभिन्न संख्या में पिन के साथ लोकप्रिय SOT शामिल थे। ऑपरेशन के लिए आवश्यक पैरों की न्यूनतम संख्या 3 है। कुछ मामलों में अधिक पिन होते हैं। अतिरिक्त पैर या तो कहीं भी जुड़े नहीं हैं, या डुप्लिकेट किए गए हैं।
TL431 . की मुख्य विशेषताएं
मुख्य विशेषताएं, जिनका ज्ञान इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के विकास में उत्पन्न होने वाले 90+ प्रतिशत कार्यों को करने के लिए पर्याप्त है:
- आउटपुट वोल्टेज सीमा - 2.5 ... 36 वी (इसे minuses के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, क्योंकि आधुनिक नियामकों की निचली सीमा 1.5 V है);
- उच्चतम धारा 100 mA है (यह छोटा है, एक मध्यम शक्ति जेनर डायोड के बराबर है, इसलिए आपको माइक्रोक्रिकिट को अधिभार नहीं देना चाहिए, इसकी कोई सुरक्षा नहीं है);
- आंतरिक प्रतिरोध (एक समतुल्य दो-टर्मिनल नेटवर्क की प्रतिबाधा) - लगभग 0.22 ओम;
- गतिशील प्रतिरोध - 0.2 ... 0.5 ओम;
- पासपोर्ट मूल्य यूरेफ़ = 2.495 वी, सटीकता - श्रृंखला के आधार पर, ± 0.5% से ± 2% तक;
- TL431С के लिए ऑपरेटिंग तापमान रेंज – 0…+70 °С, TL431A के लिए – माइनस 40…+85 °С।
तापमान पर मापदंडों की निर्भरता के ग्राफ सहित अन्य विशेषताओं को डेटाशीट में पाया जा सकता है। लेकिन ज्यादातर मामलों में उनकी जरूरत नहीं होगी।
निष्कर्ष का उद्देश्य और संचालन का सिद्धांत
माइक्रोक्रिकिट की आंतरिक संरचना का विश्लेषण करते समय, यह स्पष्ट हो जाता है कि जेनर डायोड के साथ तुलना बल्कि मनमाना है।
सबसे बढ़कर, TL431 की संरचना एक तुलनित्र जैसा दिखता है। इनवर्टिंग आउटपुट पर 2.5 V का एक रेफरेंस वोल्टेज Vref लगाया जाता है।यह वोल्टेज स्थिर है, इसलिए आउटपुट भी स्थिर रहेगा। नॉन-इनवर्टिंग आउटपुट बाहर लाया जाता है। यदि उस पर लागू वोल्टेज संदर्भ वोल्टेज से अधिक नहीं है, तुलनित्र आउटपुट शून्य, ट्रांजिस्टर बंद है, कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है। यदि प्रत्यक्ष इनपुट पर वोल्टेज 2.5 वी से अधिक है, तो अंतर एम्पलीफायर के आउटपुट पर एक सकारात्मक स्तर दिखाई देता है, ट्रांजिस्टर खुलता है, और इसके माध्यम से प्रवाह शुरू होता है। यह करंट बाहरी प्रतिरोध द्वारा सीमित है। यह व्यवहार जेनर डायोड के हिमस्खलन टूटने जैसा दिखता है जब उस पर एक रिवर्स वोल्टेज लगाया जाता है। डायोड को माइक्रोक्रिकिट के रिवर्स स्विचिंग से बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
महत्वपूर्ण! वोल्टेज संदर्भ पिन को असंबद्ध नहीं छोड़ा जाना चाहिए और इसके लिए न्यूनतम 4µA करंट की आवश्यकता होती है।
वास्तव में, यह योजना सशर्त है - यह केवल कार्य की प्रकृति को समझाने के लिए उपयुक्त है। वास्तव में, सब कुछ अन्य सिद्धांतों के अनुसार लागू किया जाता है। तो, सर्किट के अंदर आप 2.5 वी के संदर्भ वोल्टेज के साथ एक बिंदु नहीं पा सकते हैं।
स्विचिंग सर्किट के उदाहरण
TL431 स्विचिंग सर्किट के विकल्पों में से एक पारंपरिक तुलनित्र है। आप उस पर किसी प्रकार की थ्रेशोल्ड रिले बना सकते हैं - उदाहरण के लिए, एक स्तर रिले, एक प्रकाश रिले, आदि। केवल संदर्भ वोल्टेज स्रोत अंतर्निहित है और इसे समायोजित नहीं किया जा सकता है, इसलिए, सेंसर के माध्यम से वर्तमान और वोल्टेज ड्रॉप को विनियमित किया जाता है।
जैसे ही 2.5 वी सेंसर पर गिरता है, माइक्रोक्रिकिट का आउटपुट ट्रांजिस्टर खुल जाता है, एलईडी के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है और यह रोशनी करता है। एलईडी के बजाय, आप कम-शक्ति रिले या ट्रांजिस्टर स्विच का उपयोग कर सकते हैं जो लोड को स्विच करता है। तुलनित्र के संचालन के स्तर को समायोजित करने के लिए रोकनेवाला R1 का उपयोग किया जा सकता है। R2 एक गिट्टी के रूप में कार्य करता है और एलईडी के माध्यम से करंट को सीमित करता है।
लेकिन इस तरह के समावेश से TL431 की सभी विशेषताओं का उपयोग करना संभव नहीं होता है - तुलनित्र किसी भी अन्य माइक्रोक्रिकिट पर बनाया जा सकता है जो ऐसे रिले के लिए अधिक उपयुक्त है।उसी असेंबली को अन्य उद्देश्यों के लिए डिज़ाइन किया गया है।
समानांतर नियामक मोड में TL431 पर स्विच करने के लिए सबसे सरल सर्किट 2.5 V संदर्भ वोल्टेज स्रोत है। इसके लिए, केवल एक गिट्टी की आवश्यकता होती है अवरोध, जो आउटपुट ट्रांजिस्टर के माध्यम से करंट को सीमित कर देगा।
महत्वपूर्ण! क्लासिक जेनर डायोड स्विचिंग सर्किट के विपरीत, आपको आउटपुट के साथ समानांतर में कैपेसिटर स्थापित नहीं करना चाहिए। इससे परजीवी दोलन हो सकते हैं। सामान्य तौर पर, इसकी आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि डेवलपर्स ने आउटपुट शोर को कम करने के उपाय किए हैं। लेकिन इस वजह से, एक पारंपरिक जेनर डायोड की तरह, माइक्रोकिरिट का उपयोग शोर जनरेटर के आधार के रूप में नहीं किया जा सकता है।
अधिक पूरी तरह से माइक्रोक्रिकिट की क्षमताओं का उपयोग प्रतिरोधों R1 और R2 द्वारा गठित फीडबैक सर्किट में किया जाता है।
जब बिजली लागू की जाती है, तो आउटपुट वोल्टेज कुछ माइक्रोसेकंड के भीतर बढ़ जाता है और स्थिर हो जाता है (स्लीव रेट मानकीकृत नहीं है)। उस्ताब सेट है विभक्त, इसकी गणना सूत्र Ustab=2.495*(1+R2/R1) द्वारा की जा सकती है। गणना करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि इस तरह के समावेश के साथ आंतरिक प्रतिरोध (1 + R2 / R1) गुना बढ़ जाता है।
आप अतिरिक्त को चालू करके स्टेबलाइजर की भार क्षमता को शास्त्रीय तरीके से बढ़ा सकते हैं द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर.
महत्वपूर्ण! ट्रांजिस्टर आवश्यक रूप से फीडबैक लूप सर्किट में शामिल होता है।
इस तरह का समावेश सर्किट को एक समानांतर नियामक में परिवर्तित करता है, जिसके लिए इनपुट वोल्टेज को आउटपुट वोल्टेज से अधिक की आवश्यकता होती है। इसकी दक्षता Uout/Uin अनुपात से अधिक नहीं हो सकती। यह स्टेबलाइजर के मापदंडों को खराब करता है, इसलिए क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर का उपयोग करना बेहतर होता है, इस पर वोल्टेज ड्रॉप कम होता है।
यहां, इनपुट और आउटपुट वोल्टेज के बीच छोटे आवश्यक अंतर के कारण दक्षता अधिक है, लेकिन ट्रांजिस्टर गेट के लिए एक अतिरिक्त शक्ति स्रोत की आवश्यकता है - इसका वोल्टेज विन से अधिक होना चाहिए।
TL431 पर, आप एक वर्तमान स्टेबलाइजर को इकट्ठा कर सकते हैं।
ट्रांजिस्टर के कलेक्टर सर्किट में करंट इस्ताब \u003d Vref / R1 के बराबर होगा।
यदि समान सर्किट को दो-टर्मिनल नेटवर्क के रूप में शामिल किया जाता है, तो एक वर्तमान सीमक प्राप्त होगा।
करंट Io=Vref/R1+Ika तक सीमित होगा। गिट्टी रोकनेवाला का मान Rb=Uin(Io/hfe+Ika) स्थितियों से चुना जाना चाहिए, जहां hfe ट्रांजिस्टर लाभ है। इसे एक मल्टीमीटर से मापा जा सकता है जिसमें यह फ़ंक्शन होता है।
रेडियो शौकिया गैर-मानक समावेशन में माइक्रोक्रिकिट का उपयोग करते हैं। TL431 में आत्म-उत्तेजना की प्रवृत्ति है, जो एक नुकसान है। लेकिन इससे इसे वोल्टेज-नियंत्रित जनरेटर के रूप में उपयोग करना संभव हो जाता है। ऐसा करने के लिए, आउटपुट पर एक संधारित्र स्थापित किया जाता है।
एनालॉग क्या हैं
पेशेवरों और इलेक्ट्रॉनिक्स उत्साही लोगों की दुनिया में माइक्रोक्रिकिट की उच्च लोकप्रियता है। इसलिए, यह कई निर्माताओं द्वारा उत्पादित किया जाता है। विश्व प्रसिद्ध कंपनियां टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स (एक डेवलपर के रूप में), मोटोरोला, फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर और अन्य मूल नाम के तहत एक माइक्रोक्रिकिट का उत्पादन करती हैं। Vref = 2.75 V के साथ पहले से जारी TL430 स्टेबलाइजर का उल्लेख करना असंभव नहीं है और अधिकतम ऑपरेटिंग करंट डेढ़ गुना बढ़ गया है। लेकिन यह माइक्रोक्रिकिट मांग में कम था, और एसएमडी माउंटिंग के युग की शुरुआत तक नहीं रहा।
अन्य निर्माता अन्य अक्षर सूचकांकों के साथ एक वोल्टेज नियामक का उत्पादन करते हैं, लेकिन उनके नाम में हमेशा 431 नंबर होते हैं (अन्यथा उपभोक्ता बस अज्ञात माइक्रोकिरिट पर ध्यान नहीं देगा)। बाजार में हैं:
- केए431एजेड;
- केआईए431;
- HA17431VP;
- IR9431N
और अन्य microcircuits कार्यक्षमता में समान हैं। लेकिन अल्पज्ञात और अज्ञात निर्माताओं के उत्पाद मापदंडों के अनुपालन की गारंटी नहीं देते हैं।
एक घरेलू एनालॉग है - KR142EN19A, जो KT-26 पैकेज (कम पावर ट्रांजिस्टर के समान) में निर्मित है। यह पूरी तरह से मूल चिप के समान है, लेकिन कुछ विशेषताएं थोड़ी भिन्न हैं। तो, आंतरिक प्रतिरोध को <0.5 ओम के भीतर सामान्यीकृत किया जाता है।
उल्लेख के लायक SG6105 PWM नियंत्रक है। इसमें दो आंतरिक स्टेबलाइजर्स हैं, जो बिल्कुल TL431 के समान हैं। उनके पास अलग टर्मिनल हैं और उन्हें संदर्भ वोल्टेज स्रोतों के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
TL431 चिप के प्रदर्शन की जांच कैसे करें
माइक्रोक्रिकिट में एक जटिल आंतरिक संरचना होती है, इसलिए इसे एक परीक्षक द्वारा जांचा नहीं जा सकता है। किसी भी मामले में, आपको किसी प्रकार की योजना एकत्र करनी होगी। यदि एक विनियमित बिजली आपूर्ति है, तो तीन प्रतिरोधों और एक एलईडी की आवश्यकता होती है।
बिजली की आपूर्ति का वोल्टेज 36 वी से अधिक नहीं होना चाहिए। आर 1 को चुना जाता है ताकि अधिकतम वोल्टेज पर, एलईडी के माध्यम से वर्तमान 10-15 एमए से अधिक न हो। R1 और R3 का अनुपात ऐसा होना चाहिए कि अधिकतम स्रोत वोल्टेज पर, 2.5 V से अधिक R3 पर गिरता है, और अधिमानतः 3 से अधिक होता है। जब आउटपुट वोल्टेज 0 V से R3 पर दहलीज तक पहुंचने के लिए बढ़ जाता है, तो एलईडी फ्लैश होगी, जिसका मतलब है कि माइक्रोक्रिकिट काम कर रहा है। आप एलईडी स्थापित नहीं कर सकते हैं, लेकिन बस कैथोड पर वोल्टेज को मापें - इसे अचानक बदलना चाहिए।
यदि कोई विनियमित स्रोत नहीं है, लेकिन निरंतर वोल्टेज के साथ बिजली की आपूर्ति है, तो आपको R3 के बजाय एक पोटेंशियोमीटर का उपयोग करना होगा। जब इंजन दोनों दिशाओं में घूमता है, तो एलईडी को प्रकाश करना चाहिए और बाहर जाना चाहिए।
इलेक्ट्रॉनिक घटक बाजार एकीकृत वोल्टेज नियामकों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है।लेकिन दायरा बहुत व्यापक है, इसलिए बाजार में कई तरह के माइक्रोक्रिकिट्स का अपना स्थान है। TL431 सहित।
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