Проверка tl431: Как проверить TL431? — Diodnik

Содержание

Расчет tl431 – TL431 Calculator – Delvik.ru – Доска объявлений Перми

TL 431 стабилитрон, схемы включения, характеристики регулятор

TL 431 это программируемый шунтирующий регулятор напряжения. Хотя, эта интегральная схема начала выпускаться в конце 70-х она до сих пор не сдаёт своих позиций на рынке и пользуется популярностью среди радиолюбителей и крупных производителей электротехнического оборудования. На плате этого программируемого стабилизатора находится фоторезистор, датчик измерения сопротивления и терморезистор. TL 431 повсеместно используются в самых разных электрических приборах бытовой и производственной техники. Чаще всего этот интегральный стабилитрон можно встретить в блоках питания компьютеров, телевизоров, принтеров и зарядок для литий-ионных аккумуляторов телефонов.

TL 431 интегральный стабилитрон



Основные характеристики программируемого источника опорного напряжения TL 431

  • ​ Номинальное рабочее напряжение на выходе от 2,5 до 36 В;
  • Ток на выходе до 100 мА;
  • Мощность 0,2 Ватт;
  • Диапазон рабочей температуры для TL 431C от 0° до 70°;
  • Диапазон рабочей температуры для TL 431A от -40° до +85°.

Точность интегральной схемы TL 431 указывается шестой буквой в обозначении:

  • Точность без буквы – 2%;
  • Буква А – 1%;
  • Буква В – 0, 5%.

Столь широкое его применения обусловлено низкой ценой, универсальным форм-фактором, надёжностью, и хорошей устойчивостью к агрессивным факторам внешней среды. Но также следует отметить точность работы данного регулятора напряжения. Это позволило ему занять нишу в устройствах микроэлектроники.

Основное предназначение TL 431 стабилизировать опорное напряжение в цепи. При условии, когда напряжение на входе источника ниже номинального опорного напряжения, в программируемом модуле транзистор будет закрыт и проходящий между катодом и анодом ток не будет превышать 1 мА.

В случае, когда выходное напряжение станет превышать запрограммированный уровень, транзистор будет открыт и электрический ток сможет свободно проходит от катода к аноду.

Схема включения TL 431

В зависимости от рабочего напряжения устройства схема подключения будет состоять из одноступенчатого преобразователя и расширителя (для устройств 2,48 В.) или модулятора небольшой ёмкости (для устройств 3.3 В). А также чтобы снизить риск короткого замыкания, в схему устанавливается предохранитель, как правило, за стабилитроном. На физическое подключение оказывает влияние форм-фактор устройства, в котором будет находиться схема TL 431, и условия окружающей среды (в основном температура).

Стабилизатор на основе TL 431

Простейшим стабилизатором на основе TL 431 является параметрический стабилизатор. Для этого в схему нужно включить два резистора R 1, R 2 через которые можно задавать выходное напряжение для TL 431 по формуле: U вых= Vref (1 + R 1/ R 2). Как видно из формулы здесь напряжение на выходе будет прямо пропорционально отношению R 1 к R 2. Интегральная схема будет держать напряжение на уровне 2,5 В. Для резистора R 1 выходное значение рассчитывается так: R 1= R 2 (U вых/ Vref – 1).

Эта схема стабилизатора, как правило, используется в блоках питания с фиксированным или регулируемым напряжением.

Такие стабилизаторы напряжения на TL 431 можно обнаружить в принтерах, плоттерах, и промышленных блоках питания

. Если необходимо высчитать напряжение для фиксированных источников питания, то используем формулу Vo = (1 + R 1/ R 2) Vref.
Временное реле

Прецизионные характеристики TL 431 позволяют использовать его не совсем по «прямому» назначению. Из-за того, что входной ток этого регулируемого стабилизатора составляет от 2 до 4 мкА, то используя данную микросхему можно собрать временное реле. Роль таймера в нём будет исполнять R1 который начнёт постепенно заряжаться после размыкания контактов S 1 C 1. Когда напряжение на выходе стабилизатора достигнет 2,5 В, транзистор DA1 будет открыт, через светодиоды оптопары PC 817 начёт проходить ток, а открытый фоторезистор замкнёт цепь.

Термостабильный стабилизатор на основе TL 431

Технические характеристики TL 431 позволяют создавать на его основе термостабильные стабилизаторы тока. В которых резистор R2 выполняет роль шунта обратной связи, на нём постоянно поддерживается значение 2,5 В. В результате значение тока на нагрузке будет рассчитываться по формуле Iн=2,5/R2.

Цоколёвка и проверка исправности TL 431

Форм-фактор TL 431 и его цоколёвка будет зависеть от производителя. Встречаются варианты в старых корпусах TO -92 и новых SOT-23. Не стоит забывать про отечественный аналог: КР142ЕН19А тоже широко распространённый на рынке. В большинстве случаев цоколёвка нанесена непосредственно на плату. Однако не все производители так поступают, и в некоторых случаях вам придётся искать информацию по пинам в техпаспорте того или иного устройства.

TL 431 является интегральной схемой и состоит из 10 транзисторов. Из-за этого проверить её мультиметром невозможно. Для проверки исправности микросхемы TL 431 нужно использовать тестовую схему. Конечно, часто нет смысла искать перегоревший элемент и проще заменить схему целиком.

Программы расчёта для TL 431

В интернете существует множество сайтов, где вы сможете скачать программы-калькуляторы для расчёта параметров напряжения и силы тока. В них можно указывать типы резисторов, конденсаторов, микросхем и прочих составных частей схемы.

TL 431 калькуляторы также бывают онлайн, они по функционалу проигрывают устанавливаемым программам, но если вам нужно исключительно входные/выходные и максимальные значения схемы, то они справятся с этой задачей.

instrument.guru

Как проверить источник опорного напряжения TL431

Добрый день, друзья!

Сегодня мы с вами познакомимся с еще одной «железкой», которая используется в компьютерной технике. Она применяется не так часто, как, скажем, транзистор  или диод, но тоже достойна внимания.

Что это такое – источник опорного напряжения TL431?

В блоках питания персональных компьютеров можно встретить микросхему источника опорного напряжения (ИОН) TL431.

Можно рассматривать ее как регулируемый стабилитрон.

Но это именно микросхема, так как в ней помещено более десятка транзисторов, не считая других элементов.

Стабилитрон – это такая штуковина, которая поддерживает (стремится поддержать) постоянное напряжение на нагрузке. «А зачем это нужно?» – спросите вы.

Дело в том, что микросхемы, из которых состоит компьютер – и большие и малые – могут работать лишь в определенном (не очень большом) диапазоне питающих напряжений. При превышении диапазона весьма вероятен выход их из строя.

Поэтому в блоках питания (не только компьютерных) применяются схемы и компоненты для стабилизации напряжения.

При определенном диапазоне напряжений между анодом и катодом (и определенном диапазоне токов катода) микросхема обеспечивает на своем выходе ref опорное напряжение 2,5 В относительно анода.

Используя внешние цепи (резисторы) можно варьировать напряжение между анодом и катодом в достаточно широких пределах – от 2,5 до 36 В.

Таким образом, нам не нужно искать стабилитроны на определенное напряжение! Можно просто изменять номиналы резисторов и получить нужное нам уровень напряжения.

В компьютерных блоках питания существует источник дежурного напряжения + 5VSB.

Если вилка блока питания вставлена в сеть, оно присутствует на одном из контактов основного питающего разъема — даже если компьютер не включен.

При этом часть компонентов материнской платы компьютера находится под этим напряжением.

Именно с помощью него и происходит запуск основной части блока питания – сигналом с материнской платы.

В формировании этого напряжения часто участвует и микросхема TL431.

При выходе ее из строя величина дежурного напряжения может отличаться — и довольно сильно — от номинальной величины.

Чем это может нам грозить?

Если напряжение +5VSB будет больше чем надо, компьютер может «зависать», так как часть микросхем материнской платы питается повышенным напряжением.

Иногда такое поведение компьютера вводит неопытного ремонтника в заблуждение. Ведь он измерил основные питающие напряжения блока питания +3,3 В, +5 В, +12 В – и увидел, что они находятся в пределах допуска.

Он начинает копать в другом месте и тратит массу времени на поиск неисправности. А надо было просто измерить и напряжение дежурного источника!

Напомним, что напряжение +5VSB должно находиться в пределах 5% допуска, т.е. лежать в диапазоне 4,75 – 5,25 В.

Если напряжение дежурного источника будет меньше необходимого, компьютер может вообще не запуститься.

Как проверить TL431?

«Прозвонить» эту микросхему как обычный стабилитрон нельзя.

Чтобы убедиться в ее исправности, нужно собрать небольшую схему для проверки.

При этом выходное напряжение в первом приближении описывается формулой

Vo = (1 + R2/R3) * Vref (см даташит*), где Vref — опорное напряжение, равное 2,5 В.

При замыкании кнопки S1 выходное напряжение будет иметь величину 2,5 В (опорное напряжение), при отпускании ее – величину 5 В.

Таким образом, нажимая и отжимая кнопку S1 и измеряя мультиметром сигнал на выходе схемы, можно убедиться в исправности (или неисправности) микросхемы.

Проверочную схему можно сделать в виде отдельного модуля, используя 16-контактный разъем для DIP-микросхемы с шагом выводов 2,5 мм. Питание и щупы тестера подключаются при этом к выходным клеммам модуля.

Для проверки микросхемы нужно вставить ее в разъем, понажимать кнопку и посмотреть на дисплей тестера.

Если микросхема не вставлена в разъем, выходное напряжение будет равным примерно 10 В.

Вот и все! Просто, не правда ли?

*Даташит – это справочные данные (data sheets) на электронные компоненты. Их можно найти поисковиком в Интернете.

С вами был Виктор Геронда. До встречи на блоге!

vsbot.ru

MOSFET + TL431 = компенсационный стабилизатор напряжения

LDO = low dropout = малое минимальное падение напряжения на проходном элементе

Идеальный стабилизатор напряжения 🙂

Для популярного трёх-выводного интегрального стабилизатора LM317 (datasheet) минимальное падение напряжения, при котором ещё нормируется его работа — 3 Вольта. Причём в документации этот параметр явно нигде не указан, а так, скромненько, в условиях измерений упоминается. В большинстве же случаев подразумевается, что падение на чипе 5 Вольт и более:

«Unless otherwise specified, VIN − VOUT = 5V».

Баба Яга — против! Жалко терять 3 Вольта на глупом проходном транзисторе. И рассеивать лишние Ватты. Популярное решение проблемы — импульсные стабилизаторы — здесь не обсуждаем по причине того, что они свистят. С помехами можно бороться, но, как известно: кто не борется — тот непобедим! 😉

Идея
Идея данной схемки восходит к одному из многочисленных datasheet’ов на TL431. Вот, например, что предлагают National Semiconductor / TI:

Сам по себе такой регулятор не шибко интересен: на мой взгляд он ни чем не лучше, чем обычные трёхвыводные стабилизаторы 7805, LM317 и тому подобные. Минимальное падение на проходном дарлингтоне меньше 2 Вольт тут вряд ли удастся получить. Да к тому же никаких защит ни по току, ни от перегрева. Разве что транзисторы можно ставить на столько толстые, на сколько душа пожелает.

Недавно мне понадобилось-таки соорудить линейный стабилизатор с минимальным падением напряжения. Конечно, всегда можно извернуться, взять трансформатор с бОльшим напряжением на вторичке, диоды Шоттки в мост поставить, конденсаторов накопительных поболе… И всем этим счастьем греть трёхвыводной стабилизатор. Но хотелось-то изящного решения и с тем трансом, что был в наличии. Какой проходной регулятор может обеспечить падение близкое к нулю? MOSFET: у современных мощных полевиков сопротивление канала может быть единицы милли-Ом.

Простая замена дарлингтона на полевой транзистор с изолированным затвором и индуцированным каналом (т.е. самый обычный MOSFET) в схеме выше — не особо поможет. Так как пороговое напряжение затвор-исток будет Вольта 3-4 у обычных, и всё одно больше Вольта у «логических» MOSFET’ов — чем и будет задано минимальное проходное напряжение на таком стабилизаторе.

Интересно могло бы получиться при использовании полевика, работающего в режиме обеднения (т.е. со встроенным каналом), или с p-n переходом. Но к сожалению, мощные устройства этих типов нынче практически недоступны.

Спасает дополнительный источник напряжения смещения. Такой источник совсем не должен быть сильноточным — несколько миллиАмпер будет достаточно.

Схема — скелетик

Работает это всё очень просто: когда напряжение на управляющем входе TL431, пропорциональное выходному напряжению, падает ниже порогового (2.5V) — «стабилитрон» закрывается и «отпускает» затвор полевика «вверх». Ток от дополнительного источника через резистор «подтягивает» напряжение на затворе, а, следовательно, и на выходе стабилизатора.
В обратную сторону, при увеличении выходного напряжения, всё работает аналогично: «стабилитрон» приоткрывается и уменьшает напряжение на затворе полевика.
TL431 суть устройство линейное, никаких защёлок в ней нету:

TL/LM431 — эквивалентная блок-схема

Реальность
В схеме реального устройства я всё же добавил защиту по току, пожертвовав пол-Вольта падения в пользу безопасности. В принципе, в низковольтных конструкциях часто можно обойтись плавким предохранителем, так как полевые транзисторы доступны с огромным запасом по току и при наличии радиатора способны выдерживать бешеные перегрузки. Если же и 0.5 Вольта жалко, и защита по току необходима — пишите, ибо есть способы 😉

Низковольтный линейный стабилизатор напряжения с минимальными потерями
30 января 2012: Проверено 🙂 Работает отлично! При токах нагрузки примерно от 2А и выше — мощные диоды желательно усадить на небольшой радиатор. R8=0; C7=0.1 … 10мкФ керамика или плёнка.

При номиналах R5-R6-R7, указанных на схеме, диапазон регулировки выходного напряжения примерно от 9 до 16 Вольт. Естественно, реальный максимум зависит от того, сколько может обеспечить трансформатор под нагрузкой.
R4 необходимо использовать достойной мощности: PmaxR4 ~= 0.5 / R. В данном примере — двухватник будет в самый раз.

Где это может понадобиться
Например: в ламповой технике для питания накальных цепей постоянным током.
Зачем постоянный, да ещё так тщательно стабилизированный ток для питания нитей накала?

  1. Исключить наводки переменного напряжения в сигнальные цепи. Путей для просачивания «фона» из накальных цепей в сигнал несколько (тема для отдельной статьи!)
  2. Питать накал строго заданным напряжением. Есть данные, что превышение напряжения накала на 10% от номинального может сократить срок службы лампы на порядок. Нормы же допусков для напряжения питающей сети плюс погрешности исполнения трансформаторов и т. п. — 10% ошибки легко набежит.

Для 6-вольтовых накалов необходимо уменьшить R5: 5.6КОм будет в самый раз.

Что можно улучшить
Например, для питания нитей накала полезно добавить плавный старт. Для этого достаточно будет увеличить C4 скажем до 1000мкФ и включить между мостом и C4 резистор сопротивлением в 1КОм.

Немножко окололамповой мифологии
Позволю себе пройтись по поводу одного стойкого заблуждения, утверждающего, будто питание накала «постоянкой» отрицательно сказывается на «звуке».
Наиболее вероятный источник происхождения этого мифа, как водится — недостаток понимания и кривые ручки. Например: один трансформатор запитывает и аноды и накал. Номинальный ток накальной обмотки, скажем, 1А, который до этого питал накал ламп напрямую, и те потребляли чуть меньше этого самого 1А. Всё работало хорошо, может быть фонило чуток. Если теперь некий паяльщик-такелажник, мнящий себя «tube-guru», вдруг запитал те же лампы от той же обмотки но уже через выпрямитель/конденсатор/стабилизатор — всё, хана усилку! Объяснение простое, хотя не для всех очевидное:

  1. Во-первых, трансформатор теперь перегружен из-за импульсного характера тока заряда накопительной ёмкости (нужна отдельная статья!) Если вкратце: надо брать транс с номинальным током вторички примерно в 1.8 раза больше, нежели выпрямленный ток нагрузки.
  2. Во-вторых — ударные токи заряда накопительных емкостей в источнике питания накала ничего хорошего в анодное питание не добавят.

 

Здесь я не претендую на уникальность. Хоть и додумался я когда-то сам до этой полезной схемки, после мне уже доводилось встречать подобные решения ещё у нескольких серьёзных разработчиков. Просто хочу поделиться с вами, друзья, своими наработками, мыслями…

  • Вам было интересно? Напишите мне!

Друзья мои, собратья по интересам! Пишу и буду развивать этот блог — идей море и опыта уже накоплено предостаточно — есть чем поделиться. Времени как всегда мало. Что было бы интересно лично Вам?

Спрашивайте, предлагайте: в комментариях, или по e-mail (есть в моём профайле). Спасибо!

Всего Вам доброго!
— Сергей Патрушин.

P.S.: Продолжение темы ЗДЕСЬ: LDO прототип в бочке

myelectrons.ru

tl431, tl432 — Регулируемые источники опорного напряжения — DataSheet

Свойства
  • Регулируемое выходное напряжение: от 2.5 В до 36 В
  • Нагрузочный ток: от 1 мА до 100 мА
  • Полное выходное сопротивление: 0.22 Ом
  • Отклонение точности установленного выходного напряжения 1% или 2 %
  • Температурный диапазон: от  — 40 °C до +125 °C
Применение
  • Источники питания
  • Промышленность
  • Автомобили

 

Купить TL431

 

Описание

TL431 и TL432 — регулируемые стабилитроны с гарантированной стабильностью в рабочем диапазоне температур.  Температурный диапазон расширен для автомобильной версии (от  — 40 °C до +125 °C).  Выходное напряжение может быть установлено в диапазоне от 2.5 В до 36 В с помощью двух внешних резисторов. TL431 и TL432 могут работать в широком диапазоне токов от 1 мА до 100 мА c полным динамическим сопротивлением 0.22 Ом. Отечественным налогом является микросхема 142ЕН19.

Типы корпусов
1 Схематическое представление

 

Расположение выводов для корпуса TO-92 (вид сверху)Рис. 2 Расположение выводов для корпуса SO8 (вид сверху)

 

Рис. 3 Расположение выводов для корпусов SOT23-5 и SOT23-3 (вид сверху)
Рис. 4 Расположение выводов для корпуса SOT323-6 (вид сверху)

 

Рис. 5 Блок-схема TL431 и TL432

 

 

2 Абсолютные максимальные значения и условия эксплуатации

 

Абсолютные максимальные значения
Обозначение Параметр Значение Ед. изм.
VKA Напряжение между катодом и анодом 37 В
Ik Диапазон катодного тока от -100 до +150 мА
Rthja Тепловое сопротивление между кристаллом и окружающей средой
TO-92 200 °C/Вт
SO-8 85 °C/Вт
SOT23-3L 248  °C/Вт
SOT23-5L  157  °C/Вт
SOT323-6L  221 °C/Вт
 Rthjс Тепловое сопротивление между кристаллом и корпусом
SO-8 30 °C/Вт
SOT23-3L 136 °C/Вт
SOT23-5L 67 °C/Вт
SOT323-6L 110 °C/Вт
Tstg Температура хранения от -65 до +150 °C
TJ Температура p-n перехода 150 °C
ESD TL431IY, TL431AIY-T: HBM (модель человеческого тела) 3000 В
TL431-TL432: HBM (модель человеческого тела)  2000
MM: модель машины 200
CDM: Модель заряженного устройства  1500
  1. Короткое замыкание может привести к перегреву. Все значения являются типовыми.
  2. Модель человеческого тела представляет собой конденсатор 100 пФ, заряженный до указанного напряжения, который разряжается между двумя выводами устройства, через резистор 1,5 кОм. Это проделывается для всех комбинаций пар связанных выводов.
  3. Модель машины: конденсатор 200 пФ , заряженный до указанного напряжения, который разряжается между двумя выводами устройства без внешнего резистора (внутреннее сопротивление < 5 Ом).  Это проделывается для всех комбинаций пар связанных выводов.
  4. Модель заряженного устройства: все выводы и корпус заряжаются вместе до указанного значения напряжения, а затем разряжаются непосредственно на землю только через один вывод.

 

Рабочие значения
Обозначение Параметр Значение Ед. изм.
VKA Напряжение между катодом и анодом от Vref  до 36 В
Ik Катодный ток от 1 до 100 мА
Toper Диапазон рабочих температур на открытом воздухе
TL431C/AC от 0 до +70 °C
TL431I/AI — TL432I/AI от -40 до +105
TL431IY/AIY от -40 до +125
3 Электрические характеристики

 

TL431C (Tamb = 25° C, если не указано иное) 
Обозначение Параметр TL431C TL431AC Ед. изм.
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.
Vref Входное опорное напряжение В
VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tamb = 25° C 2.44 2.495 2.55 2.47 2.495 2. 52
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 2.423 2.567 2.453 2.537
 ΔVref Отклонение входного опорного напряжения в зависимости от температуры мВ
VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 3 17 3 15
Vref/Vka Отношение изменения входного опорного напряжения к изменению напряжения между анодом и катодом (1)
Ik = 10 мА , ΔVKA = от 10 В до Vref -2.7 -1.4  -2.7 -1.4 мВ/В
ΔVKA = от 36 В до 10 В  -2 -1 -2 -1
 Iref Входной опорный ток  Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞ мкА
Tamb = 25° C 1.8 4 1.8 4
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 5.2 5.2
ΔIref Отклонение входного опорного тока в зависимости от температуры мкА
Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 0.4 1.2 0.4 1.2
Imin Минимальный катодный ток для управления VKA = Vref  0.5 1 0.5 0. 6 мА
 Ioff Катодный ток в закрытом состоянии  2.6  1000  2.6  1000  нА
|ZKA| Полное динамическое сопротивление (2) VKA = Vref, ΔIk = от 1 до 100 мА f ≤ 1 кГц  0.22  0.5  0.22 0.5 Ом
  1. См. пункт 3.1
  2. Полное динамическое сопротивление рассчитывается по формуле: |ZKA| =ΔVKA/ΔIk

 

TL431I/TL432I (Tamb = 25° C, если не указано иное) 
Обозначение Параметр TL431I/TL432I TL431AI/TL432AI Ед. изм.
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.
Vref Входное опорное напряжение В
VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tamb = 25° C 2.44 2.495 2.55 2.47 2.495 2.52
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 2.41 2.58 2.44 2.55
ΔVref Отклонение входного опорного напряжения в зависимости от температуры (1) мВ
VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 7 30 7 30
Vref/Vka Отношение изменения входного опорного напряжения к изменению напряжения между анодом и катодом
Ik = 10 мА , ΔVKA = от 10 В до Vref -2. 7 -1.4  -2.7 -1.4 мВ/В
ΔVKA = от 36 В до 10 В  -2 -1 -2 -1
 Iref Входной опорный ток  Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞ мкА
Tamb = 25° C 1.8 4 1.8 4
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 6.5 6.5
ΔIref Отклонение входного опорного тока в зависимости от температуры мкА
Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 0.8 2.5 0.8 1.2
Imin Минимальный катодный ток для управления VKA = Vref  0.5 1 0.5 0.7 мА
 Ioff Катодный ток в закрытом состоянии  2.6  1000  2.6  1000  нА
|ZKA| Полное динамическое сопротивление (2) VKA = Vref, ΔIk = от 1 до 100 мА f ≤ 1 кГц  0.22  0.5  0.22 0.5 Ом
  1. См. пункт 3.1
  2. Полное динамическое сопротивление рассчитывается по формуле: |ZKA| =ΔVKA/ΔIk

 

TL431IY (Tamb = 25° C, если не указано иное) 
Обозначение Параметр TL431IY TL431AIY Ед. изм.
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.
Vref Входное опорное напряжение В
VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tamb = 25° C 2.44 2.495 2.55 2.47 2.495 2.52
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 2.41 2.58 2.44 2.55
ΔVref Отклонение входного опорного напряжения в зависимости от температуры (1) мВ
VKA = Vref, Ik = 10 мА, Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 7 30 7 30
Vref/Vka Отношение изменения входного опорного напряжения к изменению напряжения между анодом и катодом
Ik = 10 мА , ΔVKA = от 10 В до Vref -2.7 -1.4  -2.7 -1.4 мВ/В
ΔVKA = от 36 В до 10 В  -2 -1 -2 -1
 Iref Входной опорный ток  Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞ мкА
Tamb = 25° C 1.8 4 1.8 4
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 6.5 6.5
ΔIref Отклонение входного опорного тока в зависимости от температуры мкА
Ik = 10 мА, R1 = 10 кОм, R2 = ∞
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 0. 8 2.5 0.8 1.2
Imin Минимальный катодный ток для управления VKA = Vref  0.5 1 0.5 0.6 мА
 Ioff Катодный ток в закрытом состоянии  2.6  1000  2.6  1000  нА
Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 3000 3000
|ZKA| Полное динамическое сопротивление (2) VKA = Vref, ΔIk = от 1 до 100 мА f ≤ 1 кГц  0.22  0.5  0.22 0.5 Ом
  1. См. пункт 3.1
  2. Полное динамическое сопротивление рассчитывается по формуле: |ZKA| =ΔVKA/ΔIk

 

3.1 Отклонение входного опорного напряжения в диапазоне температур

 

ΔVref определяется как разница между максимальным и минимальным значениями, полученными на всем диапазоне температур.

Рис. 6 Отклонение входного опорного напряжения на всем диапазоне температур

 

Рис. 7 Тестовая цепь для VKA = Vref

 

Рис. 8 Тестовая цепь для режима управления

 

Рис. 9 Тестовая цепь для Ioff

 

Рис. 10 Цепь для проверки запаса по фазе и усиления по напряжению

 

Рис. 11 Цепь для проверки времени срабатывания

Рис. 12 Зависимость опорного напряжения от температуры

Рис. 13 Зависимость опорного напряжения от катодного тока

Рис. 14 Зависимость опорного напряжения от катодного тока в приближенном масштабе

Рис. 15 Опорный ток от температуры

Рис. 16 Катодный ток в закрытом состоянии от температуры

Рис. 17 Зависимость отношения изменения Vref к VKA от температуры

Рис. 18 Статическое полное сопротивление от температуры

Рис. 19 Минимальный рабочий ток от температуры

Рис. 20 Усиление и фаза от температуры

Рис. 21 Стабильность при разных емкостях нагрузки

Рис. 22 Максимальная рассеиваемая мощность

Рис. 23 Импульсная характеристика для Ik = 1 мА

4 Применение

 

Рис. 24 Схема включения для компаратора с опорным напряжением

 

Параметры Значения
Диапазон входного напряжения от 0 В до 5 В
Входное сопротивление 10 кОм
Напряжение питания 24 В
Катодный  (Ik) 5 mA
Уровень выходного напряжения ~2 В – VSUP
Логический вход VIH/VIL VL
Рис. 25 Схема включения для параллельного стабилизатора
Параметры Значения
Отклонение опорного напряжения 1.0 %
Напряжение питания 24 В
Катодный ток (Ik) 5 мА
Уровень выходного напряжения 2.5 В — 36 В
Нагрузочная емкость 100 нФ
Резисторы обратной связи (R1 & R2) 10 kΩ

 

Рис. 26 Схема мощного стабилизатора напряжения
  1. Сопротивление R должно обеспечивать ток  ≥1 mA для TL431 при минимуме V(BATT).

 

Рис. 27 Схема управления трехвыводного стабилизатора с фиксированным выходом

 

Рис. 28 Схема мощного параллельного стабилизатора

 

Рис. 29 Схема с зашитой от перенапряжений

 

Рис. 30 Высокоточный стабилизатор 5 В, 1.5 А на LM317

 

Рис. 31 Эффективный, высокоточный стабилизатор на 5 В
  1. Резистор Rb должен обеспечивать катодный ток для TL431 ≥1 мА.
Рис 32 ШИМ конвертер с опорным напряжением на TL431

 

Рис. 33 Схема устройства контроля напряжения
  1. R3 и R4 следует подобрать такими, чтобы обеспечить желаемую яркость свечения светодиодов и катодный ток  ≥1 мА при напряжении VI(BATT)

 

Рис. 34 Реле времени

 

Рис. 35 Высокоточный ограничитель тока

 

Рис. 36 Прецизионный источник постоянного тока

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

rudatasheet.ru

Как проверить TL431? — Diodnik

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.

Как проверить TL431?

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.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

comments powered by HyperComments

diodnik.com

Стабилитрон TL431: схема включения

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 %.


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.

Подключение к цепи 14 В

У стабилитрона TL431 схема включения 14V подразумевает использование скалярного преобразователя. В среднем пороговое напряжение равняется 3 Вт. Как правило, рабочий ток не превышает 5 А. При этом допустимая перегрузка колеблется в районе 4 Ач. Также у стабилитрона TL431 схема включения 14V имеет усилители как однополюсного, так и двухполюсного типа. С целью улучшения проводимости не обойтись без тетрода. Использоваться он может с одним или двумя фильтрами.

Стабилитроны серии A

Для блоков питания и инверторов используются серии A TL431. Как проверить правильность подключения элемента? На самом деле это можно сделать при помощи тестера. Показатель порогового сопротивления обязан составлять 80 Ом. Работать устройство способно через преобразователи одноступенчатого и векторного типа. Резисторы в данном случае используются с обкладкой.

Если говорить про параметры, то номинальное напряжение цепи не превышает 5 Вт. В данном случае рабочий ток колеблется в районе 3.4 А. Чтобы снизить риск перегревов транзисторов, применяются расширители. Для моделей серии A они подходят только коммутируемого типа. Чтобы увеличить чувствительность устройства, необходимы мощные модуляторы. В среднем параметр выходного сопротивления не превышает 70 Ом.

Устройства серии CLP

Стабилитронов TL431 схема включения имеет одноступенчатые преобразователи. Встретить модель CLP можно как в инверторах, так и во многих бытовых устройствах. Пороговое напряжение стабилитрона колеблется в районе 3 Вт. Непосредственно рабочий ток составляет 3.5 А. Точность стабилизации у элементов не превышает 2.5%. Для регулировки выходного сигнала используются модуляторы разных типов. Триггеры в данном случае подбираются с усилителями.

Стабилитроны серии ACLP

Стабилитронов TL431 схема включения имеет векторные или скалярные преобразователи. Если рассматривать первый вариант, то уровень рабочего тока составляет не более 4 А. В данном случае точность стабилизации составляет примерно 4%. Для усиления сигнала используются триггеры, а также тиристоры.

Если рассматривать схему подключения со скалярным преобразователем, то модуляторы применяются с емкостью около 6 пФ. Непосредственно транзисторы используются резонансного типа. Для усиления сигнала подойдут обычные триггеры. Также важно отметить, что показатель чувствительности устройства колеблется в районе 20 мВ.

Модели AC

Для дипольных инверторов часто используются чери АС стабилитроны TL431. Как проверить работоспособность подсоединенного элемента? Сделать это можно при помощи обычного тестера. Параметр выходного сопротивления обязан составлять не более 70 Ом. Также важно отметить, что устройства этой серии включаются через векторный преобразователь.

В данном случае скалярные модификации не подходят. Во многом это связано с низким порогом проводимости тока. Также важно отметить, что показатель номинального напряжения не превышает 4 Вт. Рабочий ток в цепи поддерживается на уровне 2 А. Для понижения тепловых потерь используются различные тиристоры. На сегодняшний день выпускаются расширительные и фазовые модификации.

Модели с корпусом КТ-26

В бытовых электроприборах часто встречаются с корпусом КТ-26 стабилитроны TL431. Схема включения подразумевает использование дипольных модуляторов. Производятся они с различной проводимостью тока. Параметр предельной чувствительности системы колеблется в районе 430 мВ.

Непосредственно выходное сопротивление достигает не более 70 Ом. Триггеры в данном случае используются лишь с усилителями. Для уменьшения риска возникновения коротких замыканий применяются фильтры открытого и закрыто типа. Непосредственно подключение стабилитрона осуществляется через катод.

Корпус КТ-47

TL431 (стабилизатор) с корпусом КТ-47 можно встретить в блоках питания различной мощности. Схема включения элемента подразумевает использование векторных преобразователей. Модулятор для цепей подходит емкостью до 4 пФ. Непосредственно выходное сопротивление устройств составляет примерно 70 Ом. Для улучшения проводимости стабилитронов используются тетроды только лучевого типа. Как правило, точность стабилизации не превышает 2%.

Для блоков питания на 5 В

В блоках питания 5 В включение TL431 осуществляется через усилители с различной проводимостью тока. Непосредственно преобразователи используются одноступенчатого типа. Также в некоторых случаях применяются векторные модификации. В среднем выходное сопротивление составляет около 90 Ом. Показатель точности стабилизации в устройствах составляет 2%. Расширители для блоков используются как коммутируемого, так и открыто типа. Триггеры можно использовать только с фильтрами. На сегодняшний день они производятся с одним и несколькими элементами.

Схема включения для блоков на 10 В

Схема включения стабилитрона в блок питания подразумевает использование одноступенчатого либо векторного преобразователя. Если рассматривать первый вариант, то модулятор подбирается с емкостью на уровне 4 пФ. В данном случае триггер используется лишь с усилителями. Иногда для повышения чувствительности стабилитрона применяются фильтры. Пороговое напряжение цепи в среднем составляет 5.5 Вт. Рабочий ток системы колеблется в районе 3.2 А.

Параметр стабилизации, как правило, не превышает 3%. Если рассматривать схему с векторным преобразователем, то тут не обойтись без трансивера. Использоваться он может либо открытого, либо хроматического типа. Модулятор устанавливается с емкостью на уровне 5.2 пФ. Расширитель встречается довольно редко. В некоторых случаях он способен повысить чувствительность стабилитрона. Однако важно учитывать, что тепловые потери элемента значительно возрастают.

Схема для блоков на 15 В

Стабилитрона TL431 схема включения через блок на 15 В осуществляется при помощи одноступенчатого преобразователя. В свою очередь, модулятор подходит с емкостью на уровне 5 пФ. Резисторы применяются исключительно селективного типа. Если рассматривать модификации с триггерами, то параметр порогового напряжения не превышает 3 Вт. Точность стабилизации находится в районе 3%. Фильтры для системы подходят как открытого, так и закрытого типа.

Также важно отметить, что в цепи может устанавливаться расширитель. На сегодняшний день модели выпускаются в основном коммутируемого типа. У модификаций с трансиверами проводимость тока не превышает 4 мк. В данном случае показатель чувствительности стабилитрона колеблется в районе 30 мВ. Выходное сопротивление при этом достигает примерно 80 Ом.

Для автомобильных инверторов

Для автомобильных инверторов часто используются серии АС стабилитроны TL431. Схема включения в данном случае подразумевает использование двухразрядных триодов. Непосредственно фильтры применяются открытого типа. Если рассматривать схемы без расширителя, то пороговое напряжение колеблется в районе 10 Вт.

Непосредственно рабочий ток составляет 4 А. Параметр перегрузки системы допускается в 3 мА. Если рассматривать модификации с расширителями, то в данном случае устанавливаются высокоемкостные модуляторы. Резисторы используются стандартно селективного типа.

В некоторых случаях применяются разной мощности усилители. Параметр порогового напряжения, как правило, не превышает 12 Вт. Выходное сопротивление системы может колебаться от 70 до 80 Ом. Показатель точности стабилизации равняется примерно 2%. Рабочий ток у систем составляет не более 4.5 А. Непосредственно подключение стабилитронов происходит через катод.

Устройство защиты автомобильного аккумулятора от разряда

На приборной панели большинства автомобилей есть гнездо прикуривателя. Прикуриватель работает как источник тепла для поджигания сигарет. Такое гнездо может работать также как источник электропитания для различных гаджетов вроде мобильных телефонов, планшетов, mp3 проигрывателей, ноутбуков и т.д. Некоторые из таких устройств могут быть напрямую подключены в гнездо прикуривателя, в то время как другим требуется использование инвертора (DC-AC конвертор).

Однако есть одна проблема. Если использовать гнездо прикуривателя для питания гаджетов с заглушенным двигателем автомобиля, есть риск полностью разрядить его аккумулятор. Предлагаемое электронное устройство позволяет питать  гаджеты от бортовой электросети автомобиля не рискуя полностью разрядить аккумулятор.

Приставка обеспечивает электропитание подключенного электронного устройства с применением механизма защиты от пониженного напряжения. Устройство представляет собой доработанный кабель питания от прикуривателя (см. рис 3). Таким образом нам понадобится такой кабель. Разрезаем кабель на две части. Входную часть кабеля припаеваем на вход платы устройства защиты (порт J1 INPUT). Питание 12в поступает через  диод D1, который защищает схему от подключения с неправильной полярностью.
  

Принципиальнясхемаустройствазащитыаккумулятора
     

Сердцем устройства является микросхема TL431. Микросхема представляет собой регулятор напряжения, включенный как компаратор. Когда напряжение на управляющем контакте TL431 превысит порог 2.5в на  катоде (К) микросхемы появится низкий уровень, что изменит режим работы транзистора Т1, который в свою очередь, включит MOSFET транзистор Т2. Таким образом нагрузка (заряжаемый или питаемый гаджет) будет подключен к источнику напряжения (аккумулятору). Нагрузка подключается к контакту J2, а аккумулятор (гнездо прикуривателя) – к J1.
 
 

Цоколевка транзисторов и микросхемы
 
  

Однако, если напряжение автомобильного аккумулятора упадет ниже 10 вольт, то напряжение на управляющем электроде TL431 станет ниже 2,5 в. На катоде микросхемы появится высокий уровень напряжения и транзистор Т1 закроет транзистор Т2. Цепь питания разорвется и наш гаджет будет отключен от автомобильного аккумулятора для предотвращения его глубокого разряда. Светодиод LED1 используется как простейший индикатор состояния устройства. Выключатель S1 – это выключатель питания.
 
 

  
Проверка и настройка устройства защиты
  

Для проверки приставки подайте на контакт J1 напряжение 12 вольт от лабораторного истрчн ка питания. Подстройкой триммера VR1 добейтесь свечения светодиода LED1 и появления на выходе устройства напряжения 12в. Теперь уменьшитевыходное напряжение лабораторного источника питания. Убедитесь, что светодиод гаснет при напряжении менее 10 вольт. При этом также должно пропадать напряжение на выходе приставки (J2).
  
Микросхема IC1 это трехвыводной настраиваемый шунт-регулятор. Его выходное напряжение может быть выбрано любым в диапазоне от 2.5 до 3.6 в. Изменением номиналов резисторов R1 и R2. Эти два резистора представляют собой обычный делитель напряжения. Транзистор Т2 это n-канальный  MOSFET транзистор общего применения. Этот транзистор можно заменить на любой, с параметрами близкими к тому, что указан на схеме. Транзистро Т2 нужно установить на радиаторе для лучшего отвода тепла.
    

Внешний вид устройства.
 
 

После сборки печатную плату нужно установить в небольшой пластмассовый или металлический корпус с отверстиями под выключатель питания и светодиод. В наше время идеальным вариантом можно считать корпус, напечатанный на 3d принтере.
   

Разное

Предлагаемый ступенчатый регулятор мощности можно применить для изменения мощности нагревательных приборов: паяльник, лампа торшера и др. Описываемый ниже ступенчатый регулятор мощности отличается простотой и надежностью, кроме того устройство не создает помех, так как его переключение происходит при переходе сетевого напряжения через нуль.

Принцип работы регулятора заключается в том, что на нагрузку подается полупериод сетевого напряжения через выбранное число пропущенных полупериодов.

Принципиальная схема регулятора показана на рис. 1:

Сетевое напряжение, пройдя через диодный мост VD1 выпрямляется. Резистор R1 и стабилитрон VD2, вместе с конденсатором фильтра С2, образуют источник питания 9…10 В для микросхемы DDI и транзистора VT1. Выпрямленные положительные полупериоды напряжения проходят через конденсатор С1 и стабилизируются стабилитроном VD3 на уровне 10 В. Таким образом, на счетный вход С микросхемы DDI поступают импульсы с частотой 100 Гц.

Если переключатель SA1 подключен к выводу 2 микросхемы, то на базе транзистора VT1 будет постоянно присутствовать уровень лог. 1. Это происходит потому, что импульс обнуления микросхемы настолько короткий, что микросхема успевает перезапуститься от того же импульса. На выводе 3 установится уровень лог. 1. Тиристор VS1 будет открыт и на нагрузке выделяется вся мощность. Во всех последующих положениях переключателя SA1 на выводе 3 микросхемы будет проходить один импульс через 2 — 9 импульсов. При дальнейших переключениях перезапуск микросхемы от того же импульса происходит не у всех экземпляров микросхем. Хотя в большинстве случаев это есть.

Если учесть, что микросхема К561ИЕ8 представляет собой десятичный счетчик с позиционным дешифратором на выходе, то уровень лог. 1 будет последовательно появляться на всех выходах от 0 до 9. Однако, если переключатель установлен на 5 выходе (выв. 1), то счет будет происходить только до 5. При прохождении импульсом выхода 5 счетчик «обнулится». Начнется счет с нуля, а на выводе 3 появится уровень лог. 1 на время одного полупериода. На это время открывается транзистор и тиристор — один полупериод проходит в нагрузку. Этот процесс объясняет диаграмма, представленная на рис. 2:

При сборке схемы регулятора мощности необходимо помнить, что мощность диодного моста должна соответствовать мощности нагрузки.

ВНИМАНИЕ! При работе с регулятором не забывайте о технике безопасности. Все элементы схемы находятся под опасным напряжением сети переменного тока!

Н. И. Заец

Электронные самоделки. Для быта, отдыха и здоровья.

М.: СОЛОН- Пресс, 2005. — 304 е.: ил.

(Серия «СОЛОН — радиолюбителям»)

Универсальный «бетник» на TL431. Прибор для определения коэффициента усиления по току биполярных транзисторов

Датагорцам большой привет!
В моей первой местной статье описано устройство, позволяющее определять коэффициент усиления по току биполярных транзисторов различной мощности обеих структур при значениях тока эмиттера от 2 мА до 950 мА.

На определенном этапе постижения темы усилителестроения я понял, что от двухтактных схем усилителей невозможно добиться высокого качества воспроизведения без тщательного подбора транзисторов в пары. Двухтакт изначально предполагает некую степень симметрии плеч, а, следовательно, ставить транзисторы в макет усилителя стоит только после того, как стало известно, какие параметры имеют транзисторы, которые вы держите в руках.


Это был отправной момент. Помимо этого, авторы многих схем выдвигают требования к параметрам устанавливаемых в схему транзисторов, в частности к их способности усиливать сигнал.
И, наконец, интересовала проблема выбора оптимального начального тока транзистора, чтобы поставить прибор в режим, обеспечивающий максимальную линейность его работы.
Собственно встал вопрос, какие параметры и чем измерять?

Содержание / Contents

В современных изданиях в качестве оценки способности транзисторов усиливать сигнал часто используется статический коэффициент передачи тока h31э.
Далее, покопавшись в своих закромах, я обнаружил транзисторы, завернутые в пожелтевшие бумажки, на которых было написаны значения α (алфа) и β (бета), измеренные в далеких восьмидесятых на аналоговом лабораторном приборе.
В результате чтения литературы и интернет-изданий я отождествил в своем сознании современное h31э и близкое сердцу по молодости β («бета»). Если это не совсем корректно, то пусть меня поправят.

Cтал понятным сленговый термин «бетник», которым до сих пор отдельные разработчики называют прибор для измерения коэффициента усиления транзисторов по току.

С учетом того, что статья написана не для профессионалов, я сошлюсь на популярную советскую книжку Р. А. Свореня, где введено понятие коэффициента усиления по току в схеме с общим эмиттером, которое можно рассчитывать в приращениях:


ΔIэ – приращение тока эмиттера,
ΔIб – приращение тока базы.
Тут же указано, что с допустимой погрешностью коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером можно определить, как:
β=Iэ/Iб, где Iэ – ток эмиттера, Iб – ток базы.

В результате измерений, проанализировав полученные числовые значения и графики, я думаю, что уяснил, в чём разница между бета в приращениях (βпр) и просто β.
Для вычисления beta в классике предлагается поддерживать постоянное напряжение Ukэ и, меняя напряжение на базе Uбэ, измерять токи базы Iб и эмиттера Iэ (для βпр – малые приращения этих токов). Собственно это и реализует описываемая ниже конструкция.


Рис. 1 Исходная схема «бетника»
Я изучил много вариантов в Сети. Понравилась статья из «РадиоГазеты», в которой автор писал, что представляемый им «бетник» позволяет измерять коэффициент передачи тока базы маломощных и мощных биполярных транзисторов «p-n-p» и «n-p-n» структуры путём измерения тока базы при фиксированном токе эмиттера.

Схема привлекла своей простотой и логичностью. Несколько забегая вперед, сообщу, что идея осталась неизменной, а вот реализация потребовала правок.

Но сначала рассмотрим, как устройство работает. Схема (рис.1) питается от стабилизированного источника питания 12 Вольт. Переключателем S3 выбирается тип испытуемого транзистора: в верхнем положении «n-p-n», в нижнем «p-n-p». При этом с испытуемым «n-p-n» транзистором образуется схема Дарлингтона, а с транзистором «p-n-p» схема Шикалаи.

Переключателями S1 и S2 к референсному выводу TL431 подключаются различные референсные резисторы. TL431 «стремится» установить на подключенном резисторе напряжение примерно 2,5 Вольта, открывая получившийся составной транзистор в нужной степени для обеспечения необходимого тока через референсный резистор, чем и устанавливается ток через подключенный последовательно с резистором испытуемый транзистор.

В основном ток через транзистор будет определяться омическим сопротивлением резистора и не будет зависеть от параметров испытуемого транзистора.

Подключая различные резисторы, мы автоматически устанавливаем фиксированные токи эмиттера любого подключенного транзистора. Испытуемые транзисторы при этом всегда находятся под одинаковым напряжением Uкэ, равным напряжению питания схемы (12,2 В стабилизированного напряжения) минус 2,5 Вольта, то есть под напряжением 9,7 Вольта.

Дело в шляпе! Осталось измерить ток базы и выполнить расчеты (например, в Excel).

Однако приведённые выкладки столкнулись с жестокой реальностью. Как и все простые схемы, устройство потребовало трепетного отношения к деталям. При изготовлении первого образца печатной платы последовал провал, в результате чего плата отправилась в мусор.

Что произошло? В устройстве (по рекомендации автора схемы бетника) были применены переключатели П2К «из тумбочки». Автор схемы не привёл требований к параметрам цепи, подключаемой в цепь базы измеряемого транзистора. В цепь базы был включен прибор РВ7-22 в режиме миллиамперметра на пределе 0,2 мА. В итоге микросхеме TL431 не «удавалось» открыть Дарлингтон до нужного тока и напряжение на референсном резисторе заметно не достигало 2,5 Вольта.

В процессе опытов «с белыми мышами» пришло понимание, что внутреннее сопротивление прибора (шунта), подключаемого в цепь базы, должно быть минимальным, иначе цепь регулирования загрубляется.

После того, как в цепь базы был включен шунт 0,5 Ом (с параллельным включением милливольтметра), схема заработала, но падение напряжения на двух последовательно включенных переключателях П2К (S1и S2) было заметным.
Неприятно, что в разных положениях переключателей падение напряжения на контактах заметно различалось. Помимо этого падение напряжения на переключателях было нестабильным, то есть менялось от измерения к измерению.

Схема оказалась очень чувствительной к взаимному расположению TL431 и транзистора КТ3102 на плате. Справедливости ради следует сказать, что автор изготавливать печатную плату не советовал.

Кроме применения печатного способа монтажа, я невольно сделал ошибку: изначально расположил TL431 и транзистор КТ3102 на плате на расстоянии примерно 80 мм. Схема отказывалась выходить на 2,5 Вольта на референсных резисторах.

Вот тебе и «попроще», вот тебе и «понадежнее». Вся красота схемы померкла. В этот момент, можно было выбрать другую схему, но тут уж меня «заклинило».

Я сделал следующее:
• переразвёл плату, расположив TL431 и транзистор КТ3102 «впритык» и максимально увеличив ширину токоведущих проводников. Впоследствии этого оказалось недостаточно и пришлось на плату в отдельных местах положить несколько миллиметров припоя;
• применил галетные переключатели ПГК, каждый из которых имел по две галеты. Это позволило все контактные группы запараллелить, тем самым увеличив надежность переключения и снизив переходное сопротивление в месте контакта;
• отказался от последовательного включения переключателей в схеме подключения референсных резисторов. Просто поставил галетный переключатель ПГК с нужным количеством положений
• добавил предел измерения мощных транзисторов на токе эмиттера примерно 1 А.Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
Отдельной темой явилось определение набора значений токов, необходимых для обеспечения измерений применительно к транзисторам различной мощности. В результате размышлений и чтения справочников образовалась шкала, показанная в Таблице 1.

Таблица1
Мне кажется, что выбранных номиналов токов эмиттера достаточно для контроля всех типов транзисторов. С учетом того, что я поставил перед собой задачу измерения мощных транзисторов на токе примерно 1 А, пришлось установить более мощный по сравнению с исходной схемой блок питания, состоящий из трансформатора ТП115-К7 (2х6Вх1,7А), основного конденсатора фильтра суммарной емкостью 6000,0 uF, диодного моста на диодах 1N5822 и стабилизатора на микросхеме LD1084.
При этом «просадка» напряжения на входе схемы на пределе измерения 960 мА не превышает 0,3%, то есть транзисторы при всех измерениях оказываются под одинаковым напряжением Uк-э.

Узел питания смонтирован навесом на выводах элементов, закрепленных на установленном «вверх ногами» трансформаторе ТП115-К7 и радиаторе от компьютерного блока питания.

В исходной схеме при каждом значении тока включается свой референсный резистор. Я сделал иначе, у меня постоянно включен резистор 1,2 кОм (реально 1250 Ом), а параллельно ему на различных пределах измерения подключаются резисторы, определяющие ток эмиттера испытуемого транзистора.

Покопавшись в тумбочке, и, сходив в магазин, я решил не требовать от себя точных, «целых» значений токов. Впаял имеющиеся резисторы, измерил образовавшиеся сопротивления, рассчитал токи по закону Ома и нанес на переднюю панель. Получился ориентировочный набор значений. Почему ориентировочный? А потому, что напряжение на референсном резисторе чаще всего не составляет искомых 2,5 Вольт.
Вернее так: обычно на резисторе 2,48-2,49 Вольта, а вот в отдельных случаях это напряжение становится другим. Небольшие (в пределах 5%) отклонения напряжения на референсном резисторе я счел допустимым. С учетом того, что всю обработку экспериментов я делаю в Excel, мне это не обременительно.

Для измерения всех типов транзисторов я использую несколько шунтов, которые подключаю к внешним клеммам устройства и на которых измеряю падение напряжения в мили Вольтах. У меня три шунта: 1,0 Ом, 10 Ом и 100 Ом. Для маломощных транзисторов используется шунт 100 Ом, для транзисторов средней мощности 10 Ом и для мощных транзисторов 1,0 Ом. Естественно значения сопротивления шунтов могут быть иными, соответствующими возможностям ваших милливольтметров.

В ряде случаев, напряжение на референсном резисторе оказалось больше обычных 2,48…2,49 Вольта. Например, если вы видите напряжение на референсном резисторе 12 Вольт, это значит, что транзистор звонится накоротко. В моем опыте есть погибшая при измерениях микросхема TL431 (причину до конца мне установить не удалось) и с этого момента, я предпочитаю проверять, как «звонятся» транзисторы перед
измерениями.

Очевидно, что напряжение на референсном резисторе несёт важную информацию об испытуемом транзисторе и о корректности измерения. Я решил напряжение на референсном резисторе измерять инструментально и вывел на клеммы, установленные на передней панели. Таким образом, от идеи исходной схемы, где предполагалось, что токи задаются автоматически, я отказался. Теперь при любом исходе событий я вижу напряжение на известном мне активном сопротивлении, а, значит, могу точно рассчитать ток через транзистор.

Эскиз варианта передней панели прибора представлен ниже.


Рис. 3 Передняя панель устройства

Устройство смонтировано в корпусе компьютерного блока питания. Размещение элементов внутри корпуса показано на рис 4.


Рис. 4Печатная плата токозадающей части имеет следующий вид

Рис. 5. Печатная плата

Печатной платы в Sprint Layout у меня нет. Я привык все рисовать в Corel Draw. Но плата простая, я думаю, при желании отрисовать её в Спринте не представляется трудным. Размеры платы (рис. 5) равны 108х58 мм.

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Еще раз обращаю внимание на то, что база транзистора соединена с катодом TL431 печатным проводником минимальной длины. Полезно положить в это место и по линиям прохождения токов на печатной плате слой припоя толщиной в несколько миллиметров, либо пропаять медным проводом.

Не смотря на рекомендации автора исходной схемы о применении транзистора Т1 с β=250, в окончательной версии моего устройства стоит КТ3102 с β=790. Промежуточный вариант с транзистором Т1 с β=450 работал менее устойчиво, в частности заметно влияло сопротивление шунта, включаемого в цепь базы измерительного транзистора.


Рис 6. Монтаж деталей на плате
На монтажном чертеже платы (рис. 7) обозначены отверстия, к которым подключаются провода от переключателя типа транзистора S1, контактные группы которого обозначены на схеме: верхний контакт каждой группы обозначен индексом «в», средний — «с», нижний — «н».
Отверстия для проводов от клемм, к которым подключается амперметр, обозначены «А1» и «А2».

Отверстия для проводов от клемм, к которым подключается вольтметр для измерения напряжения на референсном резисторе, обозначены «V1» и «V2».

Обозначения отверстий «Э», «К», «Б», «+» и «–« в пояснениях не нуждаются.

По периметру платы расположены отверстия, для подключения проводов от галетного переключателя S3. Видно, что отдельные резисторы образованы тремя или двумя резисторами, каждый мощностью 2 Вт.


Рис. 7
Методика измерений проста.
1. Подключаем всё в соответствии с рис 2. Подсоединяем транзистор к проводам с «крокодилами». Мощные транзисторы устанавливаем на радиатор (у меня отдельный радиатор площадью около 350 см2). Транзисторы типа Toshiba 2SA1943 и 2SC5200 я опускал в чашку с водой так, чтобы вода не касалась выводов.
2. Устанавливаем переключатель S1 в соответствии с типом измеряемого транзистора.
3. Устанавливаем предел измерения с минимальным током эмиттера для данного транзистора.
4. Включаем питание прибора переключателем S4.
5. Кратковременно включив тумблер S2 «Измерение», регистрируем напряжение на референсном резисторе и ток базы (напряжение на шунте в милливольтах).
6. Последовательно выбирая пределы измерения (токи эмиттера) переключателем S3, измеряем ток базы и напряжение на референсном резисторе для каждого значения тока эмиттера испытуемого транзистора пока не достигнем максимально возможного тока для данного транзистора.
7. Заносим результаты измерений в таблицу Excel, выполняем вычисления и строим диаграммы.

Допустимы ли измерения мощных транзисторов не на радиаторе, а в чашке с водой? Из моего опыта измерений мне кажется, что, если выводы транзистора необходимо погрузить в воду (например, для корпусов П217, П210, КТ908 и др.), то так можно измерять транзисторы только на этапе предварительного отбора. Речь о воде из-под крана. Возможно, в дистиллированной воде высокой очистки, возникающие при измерении утечки, будут несущественными.

Обращаю отдельное внимание на осторожность при измерении маломощных транзисторов. Транзисторы греются и погибают при использовании значительных токов эмиттера. Так, транзистор КТ3102Г еще «терпит» при токе порядка 77 мА, но практически мгновенно погибает при токе 100 мА и напряжении Uкэ 9,7 Вольт. Признаком использования предельных режимов является то, что показания тока базы на приборе при измерении не останавливаются на месте, а «ползут» при прогреве кристалла.

Ну, вот и финал моего повествования, его самая важная часть. Её величество практика, которая, как известно, является критерием истины.
«Исторически» я начал освоение устройства с измерений мощных транзисторов, но начать изложение результатов я хочу с измерений маломощных транзисторов, в частности транзистора КТ3102Г, который имел выдающийся коэффициент усиления. В силу недостаточности моего опыта он погиб, но дал результаты измерений, с помощью которых я постараюсь ответить на вопрос: чем «β в приращениях» отличается от «просто β» в одной точке?

Я построил зависимость тока эмиттера этого транзистора от тока базы при фиксированном напряжении Uкэ, графики β и β в приращениях.


Рис. 8
При внимательном изучении верхнего графика можно сделать вывод о том, что мы имеем дело с S-образной кривой. График похож на траекторию взлетающего самолета. Начиная с точки пересечения осей координат, имеется небольшой криволинейный отрезок, обращенный выпуклостью вниз. Далее следует относительно прямолинейный отрезок, расположенный под углом к оси абсцисс. И завершает всё криволинейный участок, обращенный выпуклостью вверх.

Для ответа на поставленный в вопрос утрируем кривизну участков характеристики (рис. 9) и поставим на их границах две характерные точки (А и В).


Рис. 9 Вычисление β и βа-в по характеристике транзистора
Вычисляя β как отношение токов в одной точке, мы имеем дело с уравнением прямой, проходящей через начало координат. Практически вычисляем тангенс угла наклона к оси абсцисс прямой, проходящей через ноль и через заданную точку на кривой.

В случае вычисления β в приращениях, речь идет о прямой, проходящей через две точки на кривой. Вычисляем тангенс угла наклона к оси абсцисс прямой, не проходящей через начало координат. Если приращения малые, то мы имеем дело с касательной к кривой в данной точке. Понятно, что прямая, проходящая через точку и начало координат (прямая 1), и касательная в точке (прямая 3) не «обязаны» совпадать. Также понятно, что усилительные свойства транзистора характеризует именно β в приращениях — βпр, на рис. 9 это βа-в.

Однако измерять β в приращениях неудобно. Например, в схеме мультиметра реализовать это сложно. Вот и пользуются просто β.
Почему это возможно? Потому, что начальный участок обсуждаемой кривой для реального транзистора более плоский (Рис 8) и проекция линейного участка характеристики почти попадает в начало координат. В результате β и βпр отличаются незначительно. Собственно это и показывают приведенные графики. Всплеск кривой β в приращениях на начальном участке я связываю с погрешностями при измерениях довольно малых величин.

Для себя же я сделал вывод, что буду пользоваться при подборе транзисторов в пары зависимостью Iэ от Iб. На характеристике видно, с какого момента линия начинает «загибаться» к горизонту. На мой взгляд, это может служить основанием для выбора наиболее линейного участка работы транзистора.

Далее исследуем пару из КТ602 и КТ908. Эту пару транзисторов, например, использует в своих схемах Игорь Семынин. Ниже результаты измерения четырёх транзисторов КТ602Б.


Рис. 10
Отметим линейную форму характеристики до токов эмиттера порядка 50 мА.
Ниже на рис. 11 показаны результаты измерения транзисторов КТ908А. Транзисторы N20, N15, N10, N40 из лучшей (с точки зрения β) четверки. Транзисторы N12 и N17 из худшей пары.
В сухом остатке из партии в 25 штук удалось подобрать: четверку с β≈65; пять пар с β от 55 до 25.
Рис. 11При реализации известной схемы усилителя для наушников И. Семынина я воспользовался рекомендацией интернета: использовать пару Дарлингтона на КТ602Б + КТ908А с суммарной β в пределах 3500-4000. И поставил КТ602Б с β≈70, и КТ908А с β≈50.
При этом для выходного транзистора был установлен ток эмиттера 330 мА. Ток покоя эмиттера КТ602Б составил при этом примерно 6,6 мА. Глядя на графики, можно понять, что таким образом я установил режим входного транзистора в зоне довольно близкой к началу координат.

И становится понятной рекомендация Семынина поставить транзисторы КТ602Б с β≈110, и КТ908А с β≈30. В этом случае ток эмиттера КТ602Б составил бы 11 мА и транзистор работал на более линейном участке. Играет мой усилитель замечательно, но после измерений гложет желание поставить более «правильные транзисторы».

«На сладкое» результаты измерения «народных» транзисторов фирмы Toshiba 2SA1943 и 2SC5200.


Рис. 12
Транзисторы 2SA1943 собрались в три пары N01-N02, N03-N04, N05-N06 с погрешностью менее 10% (рис. 12).
Рис. 13
Транзисторы 2SC5200 «разбежались» больше (рис. 13). Вместе с тем, в парах N01-N05 и N02-N06 различия β укладываются примерно в 10%. Очень хорошей парой являются транзисторы N05-N06. Транзисторы N05 и N06 настолько близки, что на верхнем графике (рис. 13) характеристики почти совместились.

Транзисторы 2SA1943 N05-N06 и транзисторы 2SC5200 N05-N06, на мой взгляд, можно попробовать поставить в параллельный повторитель «Zarathustra» от Дмитрия Киреева (deemon).
Из графиков очевидно, что транзисторы Toshiba 2SC5200 и КТ908А сравнимы по линейности.

А, как же германий, спросите вы? Ну вот, пожалуйста, краткий анонс будущего исследования германиевых транзисторов. Пока транзисторы с низкой граничной частотой.
На рис. 14 показаны результаты измерений четырех транзисторов П217.


Рис. 14

На рис. 15 показаны результаты измерений четырех транзисторов П215.


Рис. 15

На рис. 16 показаны результаты измерений 4 транзисторов П210В.


Рис. 161. Схема бетника из «Радиогазеты», на мой взгляд, работоспособна не во всех ситуациях и не во всех комплектациях.

2. После доработки устройство позволяет измерять коэффициент усиления по току в схеме общим эмиттером для биполярных маломощных транзисторов, транзисторов средней и большой мощности структуры «p-n-p» и «n-p-n».

3. Опыт применения устройства показывает, что измерения осуществляются с высокой производительностью. Основное время уходит на монтаж и демонтаж транзистора на радиатор. За час реально измерить 10-20 транзисторов.

4. Результаты измерений позволяют рассчитывать коэффициент усиления по току, как в отдельных точках, так и в приращениях, а также ориентироваться при выборе тока покоя транзисторов.

5. Оборотной стороной простоты схемы является отсутствие защиты. При подключении «p-n-p» транзистора с закороченным «К-Э» переходом я дважды сжег TL431. Транзисторы (особенно б/у) нужно предварительно звонить.


1. Книга — Р. Сворень, «Транзисторы. Шаг за шагом», 1971 г., стр. 201
2. Исходная статья про неудачный Бетник из Радиогазеты
3. Статья И. Семынина про усилитель для наушников
4. Усилитель «Заратустра» на Веге
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Удачных вам измерений!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

 

Устройство для проверки стабилитронов и светодиодов — radiohlam.ru

Наверняка у многих радиохламеров пылятся в кладовках кучи радиодеталей, неизвестно когда и откуда выпаяных, но внешне похожих на диоды (у меня по-крайней мере так). И многих наверное мучают вопросы: как проверить их исправность, нет ли среди них стабилитронов и, если есть, то как узнать напряжение стабилизации этих стабилитронов. Похожие вопросы возникают и по-поводу выпаянных светодиодов: как узнать живые они или нет, как узнать где у них катод, а где анод (ноги-то у выпаянных светиков одинаковой длины).

Обычные диоды легко прозваниваются большинством мультиметров, но в случае со стабилитронами и светодиодами мультиметры не подходят, — у них слишком маленький тестовый ток и низкое напряжение питания.

Помочь в данном случае может описанное ниже небольшое устройство на весьма распространённой микрухе TL431. По-сути это небольшой источник тока, способный выдавать 2-4 мА, чего уже вполне достаточно для проверки маломощных светодиодов или стабилитронов.

Итак, схема:

  1. R1=3,6 кОм, R2=510 Ом, R3=500 Ом
  2. T1 — любой маломощный npn транзистор, выдерживающий напряжение Uкэ=30-35 В
  3. Напряжение питания схемы = 9-28 В

Схема работает очень просто — TL-ка управляет транзистором таким образом, чтобы напряжение на её первой ноге было постоянным и равным 2,495 В. Получается, что в большей или меньшей степени открывая транзистор, TL-ка фактически стабилизирует падение напряжения на резисторах R2R3, а значит и ток через них. Этот ток складывается из тока коллектора и тока базы транзистора, но учитывая, что ток базы значительно меньше тока коллектора, мы можем считать, что ток коллектора тоже получается стабильным. А ток коллектора — это и есть наш тестовый ток, которым мы будем проверять светики и стабилитроны.

Падание напряжения на подопытной детали, при заданном тестовом токе, нужно измерять между точками test+ и test-. Для стабилитронов это и будет искомое напряжение стабилизации (это если правильно включили, иначе мультик покажет падение на pn-переходе в прямом направлении).

Подстроечный резистор позволяет в некоторых пределах менять тестовый ток. С указанными номиналами мы можем менять его от 2,495/(510+500)=2,47 мА до 2,495/510=4,9 мА.

Резистор R1 рассчитывается исходя из того, что напряжение на 3-й ноге TL-ки при любом напряжении питания должно быть примерно на 0,5 В выше, чем напряжение на первой ноге (выше на величину Uбэ транзистора) и при этом ток через TL-ку должен быть в рабочих пределах (1-100 мА по даташиту). Ну и конечно желательно, чтобы этот резистор поменьше грелся.

С указанными значениями R1 и напряжения питания, ток через TL-ку будет меняться от (9-0,5-2,495)/3,6 = 1,67 мА до (28-0,5-2,495)/3,6 = 6,95 мА, что вписывается в диапазон рабочего тока TL-ки. Причём вписывается как раз ближе к минимальной границе, что обеспечивает минимальный нагрев.

Следует учесть, что напряжение питания схемы определяет максимальное напряжение стабилизации, которое мы можем проверить (оно примерно на 3-3,5 В ниже напряжения питания). То есть, например, при 9-ти вольтовом питании схемы, мы сможем проверять только стабилитроны с напряжением стабилизации до 5,5-6 В (например на 4,7 В или на 5,1 В), а при 28-вольтовом питании можно проверять стабилитроны с напряжением стабилизации до 24,5-25 В.

Фото готового устройства:

Скачать плату (DipTrace, разводка под SMD)

В качестве клемм test+, test- я использовал держатель для миниатюрных круглых предохранителей, в качестве блока питания — ноутбучную зарядку на 19,5 Вольт (для тех, кто читал ветку про самопальный зарядник для автомобильного аккумулятора, — да, да, ту самую ноутбучную зарядку.)

Если такой чудной зарядки у вас нет, то можно изготовить самодельный повышающий преобразователь (здесь есть нужные схемы). Преобразователь нужен маломощный, токи-то в нашей схеме всего лишь миллиамперные.

Вот в общем-то и всё, удачи.

Отсутствует

Код 404 страница не найдена. К сожалению, страница отсутствует или перемещена.

Ниже приведены основные подразделы этого сайта.


  • Главная страница общей электроники
  • Мой канал YouTube Electronics
  • Проекты микроконтроллеров Arduino
  • Raspberry Pi и Linux
  • Возвращение к регистрам порта Arduino
  • Digispark ATtiny85 с расширителем GPIO MCP23016
  • Программа безопасной сборки H-Bridge
  • Построить управление двигателем с H-мостом без фейерверков
  • MOSFET H-мост для Arduino 2
  • Гистерезис компаратора и триггеры Шмитта
  • Учебное пособие по теории компараторов
  • Принципы работы и использования фотодиодных схем
  • Оптопары MOSFET реле постоянного тока с фотоэлектрическими драйверами
  • Подключение твердотельных реле Crydom MOSFET
  • Учебное пособие по схемам операционного усилителя с фотодиодом
  • Входные цепи оптопары для ПЛК
  • h21L1, 6N137A, FED8183, TLP2662 Оптопары с цифровым выходом
  • Цепи постоянного тока с LM334
  • LM334 Цепи CCS с термисторами, фотоэлементами
  • LM317 Цепи источника постоянного тока
  • TA8050P Управление двигателем с Н-мостом
  • Оптическая развязка органов управления двигателем с Н-образным мостом
  • Управление двигателем с Н-мостом на всех NPN-транзисторах
  • Базовые симисторы и тиристоры
  • Твердотельные реле переменного тока с симисторами
  • Светоактивированный кремниевый управляемый выпрямитель (LASCR)
  • Базовые схемы транзисторных драйверов для микроконтроллеров
  • ULN2003A Транзисторная матрица Дарлингтона с примерами схем
  • Учебное пособие по использованию силовых транзисторов Дарлингтона TIP120 и TIP125
  • Управление силовыми транзисторами 2N3055-MJ2955 с транзисторами Дарлингтона
  • Что такое биполярные транзисторные переключатели
  • Учебное пособие по переключению N-канального силового полевого МОП-транзистора
  • Учебное пособие по переключателю P-Channel Power MOSFET
  • Построение транзисторного управления двигателем с H-мостом
  • Управление двигателем с Н-мостом и силовыми МОП-транзисторами
  • Другие примеры цепей с двутавровым мостом силового полевого МОП-транзистора
  • Создание мощного транзисторного управления двигателем с H-мостом
  • Теория и работа конденсаторов
  • Построить вакуумную трубку 12AV6 AM-радио
  • Катушки для высокоселективного кристаллического радио
  • Добавление двухтактного выходного каскада к аудиоусилителю Lm386
  • Исправление источника питания
  • Основные силовые трансформаторы
  • Схема транзисторно-стабилитронного стабилизатора
  • Уловки и подсказки для регуляторов напряжения серии LM78XX
  • Биполярные источники питания
  • Создайте регулируемый источник питания 0-34 В с Lm317
  • Использование датчиков Холла с переменным током
  • Использование переключателей и датчиков на эффекте Холла
  • Использование ратиометрических датчиков на эффекте Холла
  • Использование датчиков Холла с Arduino-ATMEGA168
  • Простой преобразователь от 12-14 В постоянного тока до 120 В переменного тока
  • Глядя на схемы оконного компаратора
  • Автоматическое открытие и закрытие окна теплицы
  • La4224 Усилитель звука мощностью 1 Вт
  • Управление двигателем H-Bridge с силовыми МОП-транзисторами Обновлено
  • Обновлено в сентябре 2017 г .:
  • Веб-мастер
  • Раскрытие
  • Бристоль, Юго-Западная Вирджиния
  • Наука и технологии
  • 2017 Обновления и удаления веб-сайтов
  • Электроника для хобби
  • Конституция США
  • Христианство 101
  • Религиозные темы
  • Электронная почта

»Главная » Электронное письмо »Пожертвовать » Преступление »Электроника для хобби
» Защита окружающей среды »Расизм »Религия »Бристоль VA / TN

»Архив 1 »Архив 2 »Архив 3 »Архив 4 »Архив 5
» Архив 6 »Архив 7 »Архив 8 »Архив 9


Веб-сайт Авторские права Льюис Лофлин, Все права защищены.

tl431 тест | ElectronicsRepairFaq.com

Дорогая Джестин,

Пожалуйста, у меня небольшая проблема, и мне нужен совет.
У меня неисправный телевизор с неисправным блоком питания. Когда я проверил одну из трех выходных ножек IC1431T, с анализатором компонента
он дал следующий результат:
NPN ТРАНЗИСТОР ДАРЛИНГТОНА
COLL EMIT
ЗАЩИТА ДИОДА МЕЖДУ C-E
ЗАЩИТА РЕЗИСТОРА МЕЖДУ B-E B-E HFE НЕ ТОЧНО ПРОВЕРИТЬ ВОССТАНОВЛЕНИЕ.
HFC = 1452
ТЕСТОВЫЙ ТОК
IC = 2,50 мА
БАЗОВЫЙ ЭМИТТЕР V
VBE = 1,54 В
ТЕСТОВЫЙ ТОК
IB = 3,78 мА
ТЕКУЩИЙ ТОК
Ic = 0,00 мА

Поскольку тестер указал HFC неточно, я решил купить его. Мне подарили IC FAN431, такую ​​же, как у меня. Когда я тестировал его с помощью анализатора компонентов, он не дал никаких показаний.
Единственная информация, которая появилась на экране, — это транзистор NPN.

Когда я пошел в магазин, чтобы пожаловаться, они сказали мне, что тестер полупроводников не может проверить эту микросхему, и что то, что они мне дали, такое же, как и мое, и что полученные мной результаты были ложными и ни на что нельзя полагаться. .

Пожалуйста, они говорят мне правду, что мой анализатор компонентов Peak Atlas DCA, модель DCA55 НЕ МОЖЕТ на самом деле протестировать этот ПОЛУПРОВОДНИК
IC AN1431T.
Пожалуйста, это IC FAN431 (из магазина) = IC1431T (моя).

С уважением,
А.

Ответ:

Hi A,

На самом деле это микросхема TL431 (регулируемый выходной шунтирующий регулятор), расположенная на вторичной стороне источника питания рядом с микросхемой оптоизолятора. Поскольку это микросхема, вы не можете проверить ее с помощью какого-либо измерителя на предмет точных показаний.Лучший способ узнать, хорошо это или плохо, — это прямая замена и повторное тестирование. Помните, что он может быть во многих различных передних версиях, таких как S431, A431 и т. Д. Если вы хотите получить дополнительную информацию, посетите эту ссылку:

http://www.jestineyong.com/how-to-test-adjustable-precision-shunt-regulator-tl431/

Джестин

22 апреля, 2015 админ Комментарии к записи TL431 Test отключены

Об админке

Джестин Йонг работает лектором по ремонту электроники в Куала-Лумпуре, Малайзия, и его обучающий веб-сайт http://www.html.com.NoahtechElectronicsTraining.com. Вы можете проверить его блог о ремонте на http://www.JestineYong.com. «Сгоревшие компоненты на плате лампы датчика касания Жужжащий звук в блоке питания DVD-плеера »

% PDF-1.3 % 1 0 объект > поток конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 4 0 объект > поток hZKoGWyiMb

самый распространенный чип, о котором вы никогда не слышали

Фотография кристалла интересной, но малоизвестной ИС блока питания TL431 дает возможность изучить, как аналоговые схемы реализованы в кремнии.Хотя приведенная ниже схема может выглядеть как лабиринт, на самом деле микросхема относительно проста и может быть реконструирована после небольшого изучения. В этой статье объясняется, как транзисторы, резисторы и другие компоненты реализованы в кремнии для формирования микросхемы, представленной ниже.

Фотография штампа TL431. Оригинальное фото Zeptobars.

TL431 является «программируемым прецизионным эталоном» [1] и обычно используется в импульсных источниках питания, где он обеспечивает обратную связь, указывающую, является ли выходное напряжение слишком высоким или слишком низким.С помощью специальной схемы называется запрещенной зоной, то TL431 обеспечивает ссылку стабильного напряжения в широком диапазоне температур. Блок-схема TL431 ниже, показывает, что он имеет ссылку на 2,5 вольт и компаратор [1], но, глядя на штампованных показывает, что внутренне она довольно сильно отличается от блок-схемы.

TL431 имеет долгую историю; он был представлен в 1978 году [2] и с тех пор является ключевой частью многих устройств. Он помогал регулировать блок питания Apple II и теперь используется в большинстве блоков питания ATX [3], а также в зарядное устройство для iPhone и другие зарядные устройства.Адаптер MagSafe и другие адаптеры для ноутбуков используют его, а также миникомпьютеры, Драйверы светодиодов, блоки питания аудио, видеоигры и телевизоры. [4]

На фотографиях ниже показан TL431 внутри шести различных блоков питания. TL431 бывает разных форм и размеров; два наиболее распространенных показаны ниже. [5] Возможно, причина того, что TL431 не привлекает большого внимания, потому что он выглядит как простой транзистор, а не как микросхема.

Как компоненты реализованы в микросхеме TL431

Поскольку TL431 представляет собой довольно простую ИС, можно понять, что происходит с кремниевой схемой, внимательно изучив ее.Я покажу, как реализованы транзисторы, резисторы, предохранители и конденсаторы, а затем проведу обратный инжиниринг всей микросхемы.

Реализация различных типов транзисторов в IC

В микросхеме используются двухпереходные транзисторы NPN и PNP (в отличие от микросхем, подобных 6502, в которых используются полевые МОП-транзисторы). Если вы изучали электронику, вы, вероятно, видели схему NPN-транзистора, подобную приведенной ниже, на которой показаны коллектор (C), база (B) и эмиттер (E) транзистора. Транзистор изображен как сэндвич из кремния P между двумя симметричными слоями кремния N; слои N-P-N составляют транзистор NPN.Оказывается, на микросхеме транзисторы не выглядят так. База даже не посередине!

Символ и структура транзистора NPN.

На фото ниже показан один из транзисторов TL431 в том виде, в каком он изображен на микросхеме. Разные розовый и фиолетовый цвета — это области кремния, которые были легированы по-разному, образуя N- и P-области. Беловато-желтые области — это металлический слой микросхемы поверх кремния — они образуют провода, соединяющие коллектор, эмиттер и базу.

Под фотографией находится рисунок в разрезе, примерно показывающий, как устроен транзистор. [6] В книгах есть гораздо больше, чем просто бутерброд N-P-N, но если вы внимательно посмотрите на вертикальное поперечное сечение под буквой E, вы можете найти N-P-N, образующий транзистор. Провод эмиттера (E) подключен к кремнию N +. Ниже находится слой P, подключенный к базовому контакту (B). А ниже находится слой N +, подключенный (косвенно) к коллектору (C). [7] Транзистор окружен кольцом P +, которое изолирует его от соседних компонентов.Поскольку большая часть транзисторов в TL431 представляет собой NPN-транзисторы с такой структурой, легко выбрать транзисторы и найти коллектор, базу и эмиттер, если вы знаете, что искать.

Транзистор NPN из кристалла TL431 и его кремниевая структура.

Выходной транзистор NPN в TL431 намного больше, чем другие транзисторы, поскольку он должен выдерживать полную токовую нагрузку устройства. Хотя большинство транзисторов работают от микроампер, этот транзистор поддерживает ток до 100 мА.Для поддержки этого тока он большой (занимает более 6% всей матрицы) и имеет широкие металлические соединения с эмиттером и коллектором.

Компоновка выходного транзистора сильно отличается от других NPN-транзисторов. Этот транзистор построен сбоку, с базой между эмиттером и коллектором. Металл слева подключается к 10 эмиттерам (голубоватый кремний N), каждый из которых окружен розоватым кремнием P для основания (средний провод). Коллектор (справа) имеет один большой контакт.Эмиттерный и базовый провода образуют вложенные «пальцы». Обратите внимание, как металл коллектора становится шире сверху вниз, чтобы поддерживать более высокий ток в нижней части транзистора. На изображении ниже показана деталь транзистора, а на фотографии кристалла — весь транзистор.

Крупный план сильноточного выходного транзистора в микросхеме TL431.

Транзисторы PNP имеют совершенно иную компоновку, чем транзисторы NPN. Они состоят из круглого эмиттера (P), окруженного кольцевым основанием (N), которое окружено коллектором (P).Это формирует сэндвич P-N-P по горизонтали (по бокам), в отличие от вертикальной структуры NPN-транзисторов. [8]

На схеме ниже показан один из транзисторов PNP в TL431, а также его поперечное сечение, показывающее кремниевую структуру. Обратите внимание, что хотя металлический контакт для базы находится на краю транзистора, он электрически подключен через области N и N + к своему активному кольцу между коллектором и эмиттером.

Структура транзистора PNP в микросхеме TL431.

Как резисторы реализованы в кремнии

Резисторы — ключевой компонент аналогового чипа, такого как TL431. Они выполнены в виде длинной полоски легированного кремния. (В этом чипе, похоже, для резисторов используется P-кремний.) Различное сопротивление достигается за счет использования резистивного материала разной длины: сопротивление пропорционально отношению длины к ширине.

На фото ниже показаны три резистора на кристалле. Три длинные горизонтальные полоски представляют собой резистивный кремний, из которого состоят резисторы.Над резисторами проходят желтовато-белые металлические жилы. Обратите внимание на квадратные контакты, где металлический слой соединен с резистором. Положения этих контактов определяют активную длину резистора и, следовательно, сопротивление. Сопротивление резистора внизу немного больше, потому что контакты немного дальше друг от друга. Два верхних резистора соединены последовательно металлом в верхнем левом углу.

Резисторы в TL431.

Резисторы в ИС имеют очень плохие допуски — сопротивление может варьироваться на 20% от микросхемы к микросхеме из-за различий в производственном процессе.Очевидно, это проблема прецизионного чипа, такого как TL431. По этой причине TL431 спроектирован таким образом, что важным параметром является соотношение сопротивлений, особенно R1, R2, R3 и R4. Пока все сопротивления изменяются в одном и том же соотношении, их точные значения не имеют большого значения. Второй способ, которым микросхема снижает влияние вариаций, — это ее расположение. Резисторы расположены параллельными полосами одинаковой ширины, чтобы уменьшить влияние любой асимметрии сопротивления кремния. Резисторы также расположены близко друг к другу, чтобы минимизировать любые различия в свойствах кремния между различными частями микросхемы.Наконец, в следующем разделе показано, как можно отрегулировать сопротивление перед упаковкой чипа, чтобы точно настроить его производительность.

Кремниевые предохранители для подстройки резисторов

Одна особенность TL431, которую я не ожидал, — это предохранители для уменьшения сопротивлений. Во время производства микросхем эти предохранители могут перегорать, чтобы отрегулировать сопротивление и повысить точность микросхемы. Некоторые более дорогие микросхемы имеют резисторы с лазерной подстройкой, при которых лазер сжигает часть резистора до того, как микросхема упакована, обеспечивая больший контроль, чем предохранитель.

На фото кристалла ниже показана одна из цепей предохранителей. Есть небольшой резистор (на самом деле два параллельных резистора), подключенный параллельно предохранителю. Обычно предохранитель вызывает шунтирование резистора. В процессе изготовления можно измерить характеристики микросхемы. Если требуется большее сопротивление, два щупа контактируют с контактными площадками и подают сильный ток. Это приведет к перегоранию предохранителя и добавлению небольшого сопротивления цепи. Таким образом, сопротивление в конечной цепи можно немного отрегулировать для повышения точности микросхемы.

Подстроечный предохранитель в TL431.

Конденсаторы

TL431 содержит два конденсатора внутри, и они реализованы по-разному.

Первый конденсатор (под текстом TLR431A) представляет собой диод с обратным смещением (красноватые и пурпурные полосы). Переход обратно смещенного диода имеет емкость, которую можно использовать для формирования конденсатора (подробности). Одним из ограничений этого типа конденсатора является изменение емкости в зависимости от напряжения из-за изменения ширины перехода.

Конденсатор перехода в микросхеме TL431 с встречно-штыревыми PN переходами. Идентификатор кристалла написан металлическим сверху.

Второй конденсатор сформирован совершенно по-другому и больше похож на традиционный конденсатор с двумя пластинами. Здесь особо не на что смотреть: у него есть большая металлическая пластина с кремнием N + под ней, действующим как вторая пластина. Форма неправильная, чтобы соответствовать другим частям схемы. Этот конденсатор занимает около 14% кристалла, демонстрируя, что конденсаторы очень неэффективно используют пространство в интегральных схемах.В таблице данных указано, что эти конденсаторы имеют емкость 20 пФ каждый; Не знаю, настоящая это ценность или нет.

Конденсатор в микросхеме TL431.

Реконструкция микросхемы TL431

Матрица TL431 с маркировкой.

На схеме выше показаны компоненты на кристалле TL431, помеченные в соответствии со схемой ниже. Из предыдущего обсуждения структура каждого компонента должна быть ясна. Три контакта микросхемы подключены к контактным площадкам «ref», «anode» и «cathode».Чип состоит из одного слоя металла (желтовато-белого цвета), соединяющего компоненты. На схеме показаны сопротивления с точки зрения неизвестного масштабного коэффициента R; 100 & Ом; вероятно, разумное значение для R, но я не знаю точного значения. Один большой сюрприз от взгляда на кристалл заключается в том, что значения компонентов сильно отличаются от значений на ранее опубликованных схемах. Эти значения существенно влияют на зонном опорное напряжение работы. [9]

Внутренняя схема TL431

Как работает микросхема

Внешне TL431 прост в эксплуатации.Если напряжение на входе вывода ref превышает 2,5 В, выходной транзистор проводит ток, вызывая протекание тока между выводами катода и анода. В источнике питания это увеличение потока тока сигнализирует микросхеме управления источником питания (косвенно), заставляя ее уменьшать мощность, которая вернет напряжение к желаемому уровню. Таким образом, источник питания использует TL431 для поддержания стабильного выходного напряжения.

Я дам краткое описание внутренней работы чипа, а подробное объяснение напишу позже.Наиболее интересной частью чипа является температурной компенсацией зонного опорного напряжения. [10] Ключ к этому можно увидеть, посмотрев на кристалл: у транзистора Q5 площадь эмиттера в 8 раз больше, чем у Q4, поэтому температура на два транзистора влияет по-разному. Выходы этих транзисторов объединены R2, R3 и R4 в правильном соотношении, чтобы нейтрализовать влияние температуры, образуя стабильный эталон. [11] [12]

Напряжения из температурно-стабилизированной запрещенной зоны поступают в компаратор, который имеет входы Q6 и Q1; Q8 и Q9 управляют компаратором.Наконец, выходной сигнал компаратора проходит через Q10 для управления выходным транзистором Q11.

Снятие крышки с TL431 низкотехнологичным способом

Получение фотографии кристалла ИС обычно включает растворение кристалла в опасных кислотах, а затем фотографирование кристалла с помощью дорогостоящего металлургического микроскопа. (Zeptobars описывает здесь свой процесс). Мне было интересно, что бы я получил, если бы просто расколол TL431 плоскогубцами Vise-Grip и посмотрел бы с помощью дешевого микроскопа. Я сломал матрицу пополам, но все же получил некоторые интересные результаты.На рисунке ниже показан большой медный анод внутри корпуса, который действует как теплоотвод. Рядом с ним находится (большая часть) кристалл, который обычно устанавливается на медный анод, где находится белый кружок. Обратите внимание, насколько меньше размер кристалла, чем упаковка.

Корпус TL431, внутренний анод и большая часть кристалла.

Используя базовый микроскоп, Получил фото ниже. Хотя качество изображения не такое, как у Zeptobars, оно показывает структуру чипа лучше, чем я ожидал.Этот эксперимент показывает, что вы можете выполнять базовый уровень снятия колпачков и фотографирования кристаллов, не прибегая к опасным кислотам. На этой фотографии я вижу, что дешевые TL431, которые я заказал на eBay, идентичны тому, что сняли Zeptobars. Поскольку чип Zeptobars не соответствовал опубликованным схемам, я подумал, не получили ли они странный вариант чипа, но, видимо, нет.

Кусок матрицы TL431, сфотографированный через микроскоп.

Заключение

Неужели TL431 действительно самая популярная микросхема, о которой люди не слышали? Невозможно узнать наверняка, но я думаю, что это хороший кандидат.Похоже, никто не публикует данные о том, какие ИС производятся в наибольших количествах. Некоторые источники говорят, что таймер 555 — самый популярный чип, который производится в миллиард в год (что мне кажется невероятно высоким). TL431 должен занимать первое место в списке популярности — у вас, вероятно, есть TL431 прямо сейчас под рукой (в зарядном устройстве телефона, адаптере питания ноутбука, блоке питания ПК или мониторе). Разница в том, что такие микросхемы, как 555 и 741, настолько известны, что являются почти частью поп-культуры. книги, футболки и даже кружки.Но если вы не работали с источниками питания, скорее всего, вы никогда не слышали о TL431. Таким образом, TL431 получает мой голос за наиболее распространенную микросхему, о которой люди не знают. Если у вас есть другие предложения по микросхемам, которые не привлекают того внимания, которого они заслуживают, оставьте комментарий.

Благодарности

Фотографии кристаллов сделаны Zeptobars (кроме фотографии, которую я сделал). Схема и анализ в значительной степени основаны на Работа Кристофа Бассо. [12] В ходе анализа было проведено обсуждение с Михаилом из Zeptobars и группой Visual 6502, в частности Б.Англ.

Примечания и ссылки

[1] Поскольку TL431 выполняет необычную функцию, для ее функции нет стандартного названия. В различных таблицах данных он описывается как «регулируемый шунтирующий регулятор», «программируемый прецизионный эталон», «Ссылка программируемый шунт напряжение», и «программируемый стабилитрон».

[2] Я откопал немного истории о происхождении TL431 от Texas Instruments. Справочник по регулятору напряжения (1977 г.). Чип-предшественник, TL430, был представлен как регулируемый шунтирующий регулятор в 1976 году. TL431 был создан как усовершенствование TL430 с большей точностью и стабильностью и назывался регулируемым шунтирующим регулятором precision .TL431 был объявлен как продукт будущего в 1977 году и выпущен в 1978 году. Другой будущий продукт, который TI объявил в 1977 году был TL432, который должен был быть «Таймер / регулятор / Компаратор кирпичиков», содержащий опорное напряжение, компаратор и бустер транзистор в одном пакете. предварительный технический паспорт. Но когда вышел TL432, от плана «строительного блока» отказались. TL432 оказался просто TL431 с другим порядком контактов, чтобы облегчить компоновку печатной платы. техническая спецификация.

[3] Современные блоки питания ATX (например, пример) часто содержат три TL431.Один обеспечивает обратную связь для резервного источника питания, другой обеспечивает обратную связь для основного источника питания, а третий используется в качестве линейного регулятора для выхода 3,3 В.

[4] Интересно посмотреть на импульсные блоки питания, которые не используют TL431. Ранее импульсные источники питания обычно используется диод Зенера в качестве опорного напряжения. Наиболее ранние источники питания Apple II используется диод Зенера в качестве опорного напряжения (Astec AA11040), но это вскоре был заменен TL431 в пересмотре Astec AA11040-B.Модель B Commodore CBM-II использовала TL430 вместо TL431, что является необычным выбором. В миникомпьютерах HP-1000 использовались как TL430 (p69), так и TL431 (p73). В оригинальном блоке питания IBM PC для справки использовался стабилитрон (вместе со многими операционными усилителями). Позже PC блоки питания часто используется контроллер TL494 ШИМ, который содержал свой собственный источник опорного напряжения и управляется на вторичной стороне. В других источниках питания ATX использовался SG6105, который включал в себя два TL431 внутри.

Зарядные устройства для телефонов обычно используют TL431.Недорогие подделки — исключение; вместо этого они часто используют стабилитрон, чтобы сэкономить несколько центов. Другим исключением являются зарядные устройства, такие как зарядное устройство для iPad, в которых используется регулировка на первичной стороне и вообще не используется обратная связь по напряжению с выхода. См. Мою статью об истории блоков питания для получения дополнительной информации.

[5] TL431 доступен в большем количестве пакетов, чем я ожидал. На двух фотографиях показан TL431 в транзисторном корпусе с тремя выводами (TO-92). На остальных фотографиях показан корпус SOT23-3 для поверхностного монтажа.TL431 также выпускается в корпусах для поверхностного монтажа с 4, 5, 6 или 8 выводами (SOT-89, SOT23-5, SOT323-6, SO-8 или MSOP-8), а также более крупный корпус, такой как силовой транзистор (TO-252) или 8-контактный корпус IC (DIP-8). (картинки).

[6] Для получения дополнительной информации о том, как биполярные транзисторы реализованы в кремнии, существует множество источников. Полупроводниковая технология дает хороший обзор конструкции NPN-транзистора. Базовая обработка интегральных схем — это презентация, в которой подробно описывается изготовление транзисторов.Схема Википедии также полезна.

[7] Вы могли задаться вопросом, почему существует различие между коллектором и эмиттером транзистора, когда простая картина транзистора полностью симметрична. Оба подключаются к слою N, так почему это важно? Как видно на фотографии кристалла, в реальном транзисторе коллектор и эмиттер сильно отличаются. Помимо очень большой разницы в размерах, также отличается легирование кремнием. В результате транзистор будет иметь плохое усиление, если поменять местами коллектор и эмиттер.

[8] Транзисторы PNP в TL431 имеют круговую структуру, которая придает им вид, сильно отличающийся от транзисторов NPN. Круговая структура, используемая для транзисторов PNP в TL431, проиллюстрирована в книге «Разработка аналоговых микросхем» Ханса Камензинда, который был разработчиком таймера 555. Если вы хотите узнать больше о работе аналоговых микросхем, я настоятельно рекомендую книгу Камензинда, в которой аналоговые схемы подробно объясняются с минимумом математики. Загрузите бесплатный PDF или получите печатная версия.

Структура транзистора PNP также объясняется в Принципах полупроводниковых устройств. Анализ и проектирование аналоговых интегральных схем предоставляет подробные модели биполярных транзисторов и способы их изготовления в ИС.

[9] Транзисторы и резисторы в кристалле, который я исследовал, имеют очень разные значения от значений, опубликованных другими. Эти значения существенно влияют на работу зонного опорного напряжения. Конкретно, предыдущие схемы показывают R2 и R3 в соотношении 1: 3, а Q5 имеет в 2 раза большую площадь эмиттера, чем Q4.На фото кристалла R2 и R3 равны, а площадь эмиттера Q5 в 8 раз больше, чем у Q4. Эти отношения приводят к другому ΔVbe. Чтобы компенсировать это, R1 и R4 различаются между предыдущими схемами и фотографией кристалла. Я объясню это подробно в более поздней статье, но подведем итог: Vref = 2 * Vbe + (2 * R1 + R2) / R4 * ΔVbe, что составляет примерно 2,5 вольт. Обратите внимание, что соотношение сопротивлений имеет значение, а не значения; это помогает противодействовать плохим допускам резисторов в микросхеме.

В кристалле Q8 сформирован из двух параллельно включенных транзисторов.Я ожидал, что Q8 и Q9 будут идентичны, чтобы сформировать сбалансированный компаратор, поэтому я не понимаю мотивацию, стоящую за этим. Моя ведущая теория это регулирует опорное напряжение слегка вверх хитовой 2.5V. Б. Энгл предполагает, что это может помочь устройству лучше работать при низком напряжении.

[10] Я не буду вдаваться в подробности ссылки на запрещенную зону, упомяну только, что это звучит как какое-то сумасшедшее квантовое устройство, но на самом деле это всего лишь пара транзисторов. Для получения дополнительной информации о том, как работает эталон запрещенной зоны, см. Как сделать эталон напряжения в запрещенной зоне в одном легком уроке Пола Брокоу, изобретателя Ссылка на запрещенную зону.Презентация по ссылке на запрещенную зону находится здесь.

[11] В некотором смысле, схема запрещенной зоны в TL431 работает «назад» на регулярной зонного опорного напряжения. Обычная запрещенная схема обеспечивает необходимые эмиттерные напряжения для получения желаемого напряжения на выходе. Схема В TL431 принимает опорное напряжение в качестве входных данных, а эмиттер используется в качестве выходов на компаратор. Другими словами, в отличие от блок-схемы, есть не стабильное опорное напряжение внутри TL431, который по сравнению с входом реф.Вместо этого вход ref генерирует два сигнала для компаратора, которые совпадают, когда на входе 2,5 вольта.

[12] О TL431 написано много статей, но они, как правило, очень технические, предполагая наличие знаний в теории управления, графиках Боде и т. Д. TL431 в контурах импульсных источников питания — это классический образец TL431 Кристофа Бассо и Петра Каданка. Это объясняет TL431 от внутренних компонентов через компенсацию контура до фактического источника питания. Он включает подробную схему и описание внутренней работы TL431.Другие статьи по теме доступны на сайте powerelectronics.com. Проектирование с использованием TL431, Ray Ridley, Switching Power Magazine — это подробное объяснение того, как использовать TL431 для обратной связи по источнику питания, а также детали компенсации петли. TL431 в разделе «Управление импульсными источниками питания» — это подробная презентация ON Semiconductor. Техническое описание TL431 включает схему внутреннего устройства микросхемы. Как ни странно, сопротивления на этой схеме сильно отличаются от того, что можно увидеть на кристалле.

стабилитрон — Есть ли у TL431 «падение напряжения» как таковое?

Падения напряжения как такового нет.Опорное напряжение 2.5V, и он будет работать с удовольствием на 2.5V, если вы короткое замыкание арбитра штырьковый к катоду. Важной характеристикой, которую следует учитывать, является ток шунта.

Убедитесь, что на устройство смещается не менее 1 мА. (На основе таблицы данных TI.) Из вашей схемы с 115R и минимальным падением напряжения 3,135 — 3 = 0,135 вы получите ток шунта 0,135 / 115 = 1,1 мА. Однако делитель напряжения с общим сопротивлением около 3,7 кР сам будет потреблять почти 1 мА, чего недостаточно для TL431.Вы также должны добавить ток, который вы загружаете, будет использоваться, но если это высокий импеданс — скажем, в операционном усилителе — это не должно быть проблемой.

Это можно исправить, увеличив номинал резисторов делителя напряжения. Скажем, мы умножаем их на десять, чтобы получить 6,34 тыс. И 31,6 тыс. Максимальный входной ток на вывод ref заявлен как 4 мкА, что может привести к некоторым ошибкам в уставке (в зависимости от того, насколько точным будет Vout, который вы ожидаете). В худшем случае ошибка составит около 4 мкА * 6,34 кОм или 25 мВ.

Последнее, что вам нужно учитывать, это максимальный ток шунта. Когда входное напряжение находится на максимальном значении, резистор 115R будет иметь 0,465 В. Это означает, что ток шунта (включая делитель напряжения и нагрузку) будет 0,465 / 115 = 40 мА. К счастью, это находится в пределах максимального значения 100 мА для 431.

Поскольку мы все еще намного ниже максимального тока шунта, вы можете рассмотреть возможность уменьшения последовательного резистора — также скажем, 56R. Это поможет обеспечить минимальный ток шунта без изменения делителя напряжения и по-прежнему оставаться ниже максимального номинального тока шунта при максимальном входном напряжении.При более высоком токе вам также необходимо проверить рассеиваемую мощность. 100 мА * 3 В дает максимальную мощность 300 мВт. Для некоторых небольших пакетов smd он становится слишком высоким.

Основная проблема при попытке оптимизировать схему как таковая возникает из-за того, что напряжение на последовательном резисторе слишком низкое, и любое изменение напряжения питания представляет собой большие колебания на последовательном резисторе.

Если вы не можете (как предлагается в комментариях) позволить себе тратить ток впустую, вам, возможно, придется подумать о другом подходе.Либо регулятор серии (будет жестким только 100mV отсева напряжение), снизить опорное напряжение или увеличить напряжение питания до резистора.

Planet Analog — На первый взгляд простые схемы: регулятор напряжения TL431, часть 2

Мы погрузить несколько глубже в анализ, казалось бы, простой ссылка TL431 напряжения с усилителем крутизны, чтобы найти, что некоторые полезные параметры конструкции отсутствуют спецификации производителя. Тем не менее, мы можем восстановить их по данным, полученным после реверс-инжиниринга методов тестирования.В первую очередь рассматривается коэффициент усиления по напряжению.

Параметры модели

В модель TL431 входит инкрементное выходное сопротивление,

G m и r o — это неуказанные параметры цепи TL431. Приложив некоторые усилия, оба могут быть получены из данных детали.

Коэффициент усиления напряжения

Прямой путь G = G m x r out (см. Кажущиеся простые схемы: регулятор напряжения TL431, блок-схема обратной связи, часть 1) может быть получен из данных теста усиления производителя. настраивать.Инкрементальная модель показана ниже, где суммирование ошибок является внутренним для TL431. К выходным данным блок-схемы в Части 1 добавлено напряжение от тестового источника, ν G , последовательно с R L , который образует блок резистивного делителя, T g , ведомый ν G . T g — делитель напряжения, состоящий из R L и r o || ( R 1 + R 2 ).Эта схема используется для определения выходного сопротивления замкнутого контура, r out (cl), а также может использоваться для определения r o .

В тестовой цепи R L = 232 Ом, R 1 = 15 кОм и R 2 = 8,25 кОм. Делитель H V = 0,355 уменьшает усиление контура, что приводит к большему изменению ν E , для большего измеренного напряжения. Сопротивление на выходном узле

Квазистатическое (0 + Гц) усиление по прямому тракту (разомкнутой цепи) по напряжению, экспериментально определенное изготовителями из этой схемы, составляет

с R LG = 230 Ом.Указанное типичное значение G 0 достигает 1000 при статическом выходном токе 10 мА. Другие производители дают 500 или 600. Вышеупомянутое значение находится в нижней части диапазона, взятого из квазистатических значений на частотных графиках амплитуды усиления как 52 дБ.

Установка для проверки усиления превращает TL431 в однопортовую схему для инкрементного анализа, поскольку его вход В, , R , является постоянным (инкрементально 0 В). Следовательно, единственным изменяющимся входом для TL431 является ν b .Коэффициент усиления по напряжению, G , определяется изменением ν G и измерением результирующего ν O . Прямой расчет G может быть выполнен путем измерения ν E ; тогда G = ν O / ν E .

Менее прямой расчет из ν O основан на уравнениях обратной связи. Вышеупомянутая испытательная установка для усиления напряжения имеет блок-схему, которая добавляет T g и ν G к контуру обратной связи TL431.Вклад ν G в ν O (или T g x ν G ) добавляется в пределах цикла, потому что он влияет на обратную связь ν O и не изолирован от контура ν O буферным каскадом.

Уравнения, представленные на блок-схеме:

Замещающий,

Решение для замкнутого контура ν O и ν E ,

Инкрементальные значения вышеуказанных напряжений являются их разностями, обозначенными строчными индексами:

Коэффициент усиления контура составляет G x H V , а коэффициент усиления замкнутого контура составляет

, где инкрементальный ν e = — ν b .Измерив ν g и ν o и зная номиналы резисторов, также известны T g и H V . Затем решая вышеуказанное уравнение ν o для G ,

В качестве альтернативы, измерив ν e и ν или , затем из уравнения ν e ,

После определения r o , G m может быть вычислено из квазистатического G = G 0 :

В части 3 мы продолжаем спуск к тесту выходного сопротивления и сравниваем полученные значения с измерениями.

Тестер микросхем серии VIPER22. ШИМ-ТЕСТ22. Проверка работоспособности и работоспособности чипа. Сделай сам монтажный комплект пайки установить

тестером чип VIPER22 и аналогичных Цоколевка ИС с визуальными Control + ZENER / TVS / TL431 опорное напряжение ТЕСТЕРА + 46V / 4A (8A МАКС) постоянного тока РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ШИМ-TEST22


ШИМ-TEST22 тестер предназначен для проверки работоспособности широко распространенных микросхем серии VIPER22 и аналогичен по компоновке выходным микросхемам.Тестер позволяет быстро, легко и безопасно проверить микросхемы серии VIPER22. Микросхемы Viper используются практически во всех возможных бытовых блоках питания мощностью до 20 Вт: зарядных устройствах, блоках питания для светодиодных источников света, а также вторичных источниках питания для всех видов бытовой электроники. Основное преимущество микросхем семейства Viper — совмещение ключа включения и системы управления в едином корпусе.

Очень часто микросхема серии VIPER22 может выйти из строя из-за неправильной работы устройства или повреждения электрическим током. Как проверить исправность микросхемы серии VIPER22? Сгорел широтно-импульсный контроллер серии VIPER22? Не поврежден ли силовой полевой МОП-транзистор внутри микросхемы VIPER22? Если микросхема не работает и не запускается, то это можно выяснить с помощью тестера микросхем серии VIPER22 фирмы PWM TEST22.

Устройство является тестером большого количества подобных микросхем с одинаковой распиновкой и позволяет обнаруживать бракованные и поддельные микросхемы VIPER22.Очень часто микросхемы серии VIPER22 из Китая бывают бракованными или просто подделками. Для таких фейковых чипов может не работать отдельный блок блока или, например, генерация нестабильна.

Рекомендуем проверять даже новые чипы серии VIPER22 на работоспособность. Даже оригинальные микросхемы известных производителей могут быть повреждены статическим напряжением во время транспортировки. PWM-TEST22 позволяет легко, быстро и визуально проверить микросхему VIPER22. Даже без осциллографа. Если у вас есть осциллограф, вы можете проверить качество и параметры работы IP-микросхемы VIPER22.Но обычно достаточно визуальной проверки со светодиодами и встроенным вольтметром.

Тестирование SMD версий микросхем VIPER22


Микрочип VIPER22 и его аналоги могут изготавливаться в SMD корпусах: 8-свинцовый SOIC (SO-8). Адаптер для тестирования SMD в комплект не входит. стандартный КОМПЛЕКТ, но вы можете купить переходники SMD отдельно, если планируете тестовые чипы не только в DIP-корпусе. Компания PWM может предложить IC SMD переходники для SOIC8⇒DIP8.

Тестер чипсета PWM VIPER22 доступен в двух версиях:

1.Самодельный вариант устройства для самостоятельной сборки. Данная версия представлена ​​в виде деталей и набора электронных компонентов для сборки устройства. Необходимо спаять электронные компоненты на печатной плате, скрутить и собрать детали устройства.
2. Готовая версия устройства, собранная компанией PWM и готова к использованию.

Электронная документация и руководства устройства


Компания PWM предоставляет два руководства для этого инструмента тестирования на сайте компании http: // pwm.Компания. Вы можете найти всю информацию, используя название модели TEST22:

  1. Руководство по сборке компонентов печатной платы, тестирование и использование
  2. Руководство по сборке корпусов для тестеров PWM-TOOLS.


Основные функции инструментов PWM-TEST22:

1. Популярный тестер серии IC VIPER22
2. Генератор высокого напряжения MAXIMUM 46 В с регулировкой напряжения и вольтметром на плате
3.Тестер стабилитронов 40V max / Тестер TVS-диодов / Тестер регулируемого стабилитрона TL431
4. Выходной источник 12,7V с ограничителем тока

Официально поддерживаемые микросхемы для тестирования в корпусе DIP8

VIPER22 VIPER12 АМ22 . В будущем этот список может быть расширен. Этот инструмент тестирования позволяет тестировать микросхемы в корпусе DIP8, но с помощью адаптера пакета микросхем можно также тестировать микросхемы SMD. Адаптер SMD не входит в стандартную комплектацию.

Средство тестирования обеспечивает тестирование основных блоков микросхем серии VIPER22:

1.Стабилизированная выходная испытательная цепь 12,7 В с повышением напряжения и без повышения (переключатель SW4)
2. Регулируемое входное напряжение для питания ИС. МАКСИМАЛЬНЫЙ 46 В. Безопасная методика тестирования ИС.
3. Блок определения выходного напряжения со светодиодным индикатором
4. Визуальный контроль работы VIPER22 с помощью светодиодов и вольтметра на плате
5. Разъем BNC для тестирования выхода ИС с помощью внешнего осциллографа
6. Разъем DC-005 Jack для выхода 12,7 В постоянного тока

Выход микросхем серии VIPER22 можно тестировать в двух режимах:

1.Режим повышения напряжения (переключатель SW4 должен быть включен)
2. Без повышения напряжения (переключатель SW4 должен быть нажат в положении ВЫКЛ)

Инструмент тестирования обеспечивает тестирование серии VIPER22:

1. С легким питанием от низкого напряжения (46 В МАКСИМУМ)
2. С защитой от перенапряжения и короткого замыкания для поврежденной микросхемы
3. При нагрузке 200 Ом на плате

Тестер стабилитронов 40В макс. / Тестер TVS-диодов / Тестер регулируемого стабилитрона IC TL431

. Опорное напряжение и отображать результат стабилизации на вольтметра на плате.40V ZENER & TVS MAX можно протестировать. Для тестирования TL431 сначала установите напряжение ниже 36 В!

Питание тестера

Адаптер питания AC-DC не входит в комплект. Для питания устройства вы можете использовать любой адаптер постоянного тока или любой источник постоянного тока 10–20 В с минимальным выходным током 0,3 А. Тип разъема: штекер DC Power Jack 5.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *