In dit bericht leren we hoe een shuntregelaar-IC typisch werkt in SMPS-circuits. We nemen het voorbeeld van het populaire TL431-apparaat en proberen het gebruik ervan in elektronische schakelingen te begrijpen aan de hand van enkele toepassingsnotities.
elektrische specificaties
Technisch gezien het apparaat TL431 wordt een programmeerbare shuntregelaar genoemd, in eenvoudige bewoordingen kan het worden opgevat als een instelbare zenerdiode.
Laten we meer leren over de specificaties en toepassingsopmerkingen.
De TL431 wordt toegeschreven met de volgende hoofdkenmerken:
- Uitgangsspanning instelbaar of programmeerbaar van 2,5 V (minimale referentie) tot 36 volt.
- Uitgangsimpedantie laag dynamisch, ongeveer 0,2 Ohm.
- Verwerkingscapaciteit tot maximaal 100mA
- In tegenstelling tot normale zeners is het genereren van ruis verwaarloosbaar.
- Razendsnel schakelen tussen reacties.
Hoe werkt de IC TL431?
De TL431 is een driepins transistorachtige (zoals BC547) instelbare of programmeerbare spanningsregelaar.
De uitgangsspanning kan worden gedimensioneerd met behulp van slechts twee weerstanden over de gespecificeerde pin-outs van het apparaat.
Het onderstaande diagram toont het interne blokschema van het apparaat en ook de pin-out-aanduidingen.
Het volgende diagram geeft de pin-outs van het daadwerkelijke apparaat aan. Laten we eens kijken hoe dit apparaat kan worden geconfigureerd in praktische circuits.
Circuitvoorbeelden met behulp van TL431
Het onderstaande circuit laat zien hoe het bovenstaande apparaat TL431 kan worden gebruikt als een typische shuntregelaar.
De bovenstaande afbeelding laat zien hoe met behulp van slechts een paar weerstanden de TL431 kan worden bedraad als een shuntregelaar voor het genereren van uitgangen tussen 2,5 V en 36 V. R1 is een variabele weerstand die wordt gebruikt voor het aanpassen van de uitgangsspanning.
De serieweerstand aan de positieve ingang van de voeding kan worden berekend met behulp van de wet van Ohm:
R = Vi / I = Vi / 0,1
Hier is Vi de voedingsingang die lager moet zijn dan 35 V. De 0,1 of 100 mA is de maximale shuntstroomspecificatie van de IC, en R is de weerstand in ohm.
Weerstanden van shuntregelaars berekenen
De volgende formule is geldig voor het verkrijgen van de waarden van de verschillende componenten die worden gebruikt om de shuntspanning vast te stellen.
Vo = (1 + R1 / R2) Vref
Als er een 78XX moet worden gebruikt in combinatie met het apparaat, kan het volgende circuit worden gebruikt:
De aarde van de TL431-kathode is verbonden met de aardingspin van de 78XX. De output van de 78XX IC is verbonden met het potentiaalverdelingsnetwerk dat de uitgangsspanning bepaalt.
De onderdelen zijn te herkennen aan de formule die in het diagram wordt weergegeven.
De bovenstaande configuraties zijn beperkt tot een maximale stroom van 100 mA aan de uitgang. Voor het verkrijgen van een hogere stroom kan een transistorbuffer worden gebruikt, zoals weergegeven in het volgende circuit.
In het bovenstaande diagram is de plaatsing van de meeste onderdelen vergelijkbaar met het ontwerp van de eerste shuntregelaar, behalve dat hier de kathode is voorzien van een weerstand naar positief en het punt ook de basistrigger wordt van de aangesloten buffertransistor.
De uitgangsstroom is afhankelijk van de grootte van de stroom die de transistor kan zinken.
In het bovenstaande diagram zien we twee weerstanden waarvan de waarden niet worden vermeld, een in serie met de ingangsvoedingslijn, een andere aan de basis van de PNP-transistor.
De weerstand aan de ingangszijde beperkt de maximaal toelaatbare stroom die door de PNP-transistor kan worden gezakt of overbrugd. Dit kan op dezelfde manier worden berekend als eerder besproken voor het eerste TL431-regelaardiagram. Deze weerstand beschermt de transistor tegen verbranding door kortsluiting aan de uitgang.
De weerstand aan de basis van de transistor is niet kritisch en kan willekeurig iets tussen 1k en 4k7 selecteren.
Toepassingsgebieden van de IC TL431
Hoewel de bovenstaande configuraties kunnen worden gebruikt op elke plaats waar nauwkeurige spanningsinstelling en referenties vereist kunnen zijn, wordt het tegenwoordig op grote schaal gebruikt in SMPS-circuits voor het genereren van nauwkeurige referentiespanning voor de aangesloten optokoppelaar, die op zijn beurt de input mosfet van de SMPS ertoe aanzet om te regelen de uitgangsspanning precies op de gewenste niveaus.
Voor meer info ga naar https://www.fairchildsemi.com/ds/TL/TL431A.pdf
Een paar: Automatisch deurlamptimercircuit Volgende: Eenfasig Preventor Circuit
