เทคนิคการออกแบบสี่ประเภทของ TL431 วงจรทั่วไป

TL431 เป็นแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิงอ้างอิงที่มีความแม่นยำแบบปรับได้ทั่วไป/ตัวควบคุมซีเนอร์แบบตั้งโปรแกรมได้ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟ หน้าที่หลักคือทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดแรงดันอ้างอิงที่มีความแม่นยำ ให้แรงดันอ้างอิงภายใน 2.495V (ค่าปกติ) มีความเสถียรสูงและมีลักษณะดริฟท์อุณหภูมิต่ำ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นซีเนอร์ไดโอดแบบปรับได้อีกด้วย แรงดันไฟฟ้าขาออกสามารถตั้งค่าได้โดยการหารแรงดันไฟฟ้าของความต้านทานภายนอกและช่วงที่ปรับได้คือประมาณ 2.5V-36V TL431 มีโครงสร้างดูดซับโหลด (Shunt) คล้ายกับโหมดการทำงานของซีเนอร์ไดโอด สามารถดูดซับกระแสไฟฟ้าส่วนเกิน ปรับแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตให้คงที่ตามค่าที่ตั้งไว้ และมีคุณสมบัติสวิตชิ่ง สามารถใช้เป็นเครื่องเปรียบเทียบหรือสวิตช์ควบคุมแบบธรรมดาได้

สถานการณ์การใช้งานทั่วไปของ TL431 รวมถึงการทำหน้าที่เป็นการอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ซึ่งสามารถใช้ร่วมกับออปโตคัปเปลอร์ในเส้นทางควบคุมป้อนกลับเพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุต (เช่น โมดูล AC-DC, DC-DC) หรือใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมเชิงเส้นเพื่อให้แรงดันอ้างอิงที่เสถียรแก่ตัวควบคุมเชิงเส้นหรือตัวเปรียบเทียบ ในวงจรป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน/แรงดันตก สามารถจับคู่กับตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าของตัวต้านทานและทรานซิสเตอร์เพื่อเริ่มการป้องกันเมื่อแรงดันไฟฟ้าตรวจสอบเกินหรือต่ำกว่าเกณฑ์ TL431 ยังสามารถนำมาใช้ในเครื่องเปรียบเทียบแบบธรรมดาได้ ซึ่งสามารถใช้เป็นเครื่องเปรียบเทียบราคาประหยัดเพื่อเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าอินพุตกับแรงดันอ้างอิง TL431 ยังสามารถตรวจจับแรงดันไฟฟ้าในวงจรการชาร์จแบตเตอรี่ ตรวจสอบว่าแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จเป็นไปตามมาตรฐานหรือไม่ และควบคุมสวิตช์กระบวนการชาร์จ

แผนผังอย่างง่ายของ TL431
แผนผังอย่างง่ายของ TL431

TL431 มีข้อดีคือ มีความแม่นยำสูง มีเสถียรภาพที่ดี (รุ่นที่มีความแม่นยำ ± 0.5% หรือ ± 1%) ต้นทุนต่ำ หาซื้อได้ง่าย ปรับแรงดันไฟฟ้าได้ มีความยืดหยุ่นสูง วงจรการใช้งานที่เรียบง่าย และการเปลี่ยนซีเนอร์ไดโอดโดยตรง

เพื่อให้คุณเข้าใจการใช้งาน TL431 ได้ดีขึ้น ข้อมูลต่อไปนี้จะอธิบายวงจรทั่วไปของ TL431 ทั้งสามตัว รวมถึงวงจรการทำงานจริงที่สร้างขึ้นด้วยส่วนประกอบอิสระ

การออกแบบวงจรอ้างอิงแรงดันไฟฟ้า 2.5V ด้วย TL431
เมื่อคุณต้องการออกแบบวงจรอ้างอิงแรงดันไฟฟ้า 2.5V ด้วย TL431 คุณจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าอ้างอิงที่มีความแม่นยำในตัว (ปกติ 2.495V) เพื่อส่งออกแรงดันไฟฟ้า 2.5V ที่เสถียร นี่เป็นหนึ่งในแอปพลิเคชันพื้นฐานและทั่วไปที่สุดของ TL431 TL431 มีข้อดีคือมีความแม่นยำสูง ± 0.5% และมีเสถียรภาพอุณหภูมิที่ดี เหมาะสำหรับใช้เป็นเกณฑ์มาตรฐานของ ADC/DAC หรือตัวเปรียบเทียบ และมีต้นทุนต่ำทำให้ง่ายต่อการรับส่วนประกอบ

หมุดทั้งสามของ TL431 ประกอบด้วยข้อมูลอ้างอิง ซึ่งเชื่อมต่อภายในกับแหล่งอ้างอิง 2.495V, แคเธด (K) ที่เชื่อมต่อกับเอาต์พุต (เทียบเท่ากับขั้วบวก), แอโนด (A) ที่เชื่อมต่อกับกราวด์ (GND) เมื่อการอ้างอิงและแคเธดลัดวงจร TL431 จะเอาท์พุตแรงดันอ้างอิงในตัว 2.5V หากการอ้างอิงไม่ได้เชื่อมต่อกับ Cathede แต่แรงดันไฟฟ้าถูกหารด้วยความต้านทาน TL431 จะสามารถปรับให้เป็นแรงดันเอาต์พุตที่สูงขึ้นได้ (เช่น 3.3V, 5V เป็นต้น) อย่างไรก็ตาม เมื่อได้รับเอาต์พุตอ้างอิง 2.5V การลัดวงจร Ref และ Cathede โดยตรงเป็นวิธีที่ง่ายและเสถียรที่สุดในการทำเช่นนี้

ตัวอย่างวงจรอ้างอิงแรงดันไฟฟ้า 2.5V
ตัวอย่างวงจรอ้างอิงแรงดันไฟฟ้า 2.5V

ประการแรก วงจรแรกที่แนะนำคือวงจรอ้างอิงแรงดันไฟฟ้า 2.5V ที่ใช้กันมากที่สุด เชื่อมต่อการอ้างอิงและแคโทดของ TL431 โดยตรงเป็นแหล่งอ้างอิงแรงดันไฟฟ้า 2.5V ในระหว่างการใช้งาน จำเป็นต้องคำนวณค่าความต้านทานของ R1 ตามแรงดันและกระแสอินพุตจริงเท่านั้น เพื่อให้แน่ใจว่ากระแสคือ 1mA ถึง 100mA และแรงดันไฟฟ้าน้อยกว่า 36V