I det här inlägget lär vi oss hur en shuntregulator IC fungerar vanligtvis i SMPS-kretsar. Vi tar exemplet på den populära TL431-enheten och försöker förstå dess användning i elektroniska kretsar genom några av dess applikationsanmärkningar.
Elektriska specifikationer
Tekniskt sett enheten TL431 kallas en programmerbar shuntregulator, i enkla termer kan den förstås som en justerbar zenerdiod.
Låt oss lära oss mer om dess specifikationer och applikationsanmärkningar.
TL431 tillskrivs följande huvudfunktioner:
- Utgångsspänning inställbar eller programmerbar från 2,5 V (minsta referens) upp till 36 volt.
- Utgångsimpedans låg dynamisk, cirka 0,2 Ohm.
- Sinkströmhanteringskapacitet upp till maximalt 100mA
- Till skillnad från normala zeners är ljudgenerering försumbar.
- Växlande svar blixtsnabbt.
Hur fungerar IC TL431?
TL431 är en tre-stifts transistor som (som BC547) justerbar eller programmerbar spänningsregulator.
Utgångsspänningen kan dimensioneras med bara två motstånd över de angivna uttagen på enheten.
Diagrammet nedan visar enhetens interna blockschema och även uttagsbeteckningarna.
Följande diagram visar pin-outs på den faktiska enheten. Låt oss se hur den här enheten kan konfigureras till praktiska kretsar.
Kretsexempel med TL431
Kretsen nedan visar hur ovanstående enhet TL431 kan användas som en typisk shuntregulator.
Ovanstående figur visar hur TL431 med hjälp av bara ett par motstånd kan kopplas in som en shuntregulator för att generera utgångar mellan 2,5 och 36 volt. R1 är ett variabelt motstånd som används för att justera utspänningen.
Seriemotståndet vid matningens positiva ingång kan beräknas med hjälp av Ohms lag:
R = Vi / I = Vi / 0,1
Här är Vi matningsingången som måste vara under 35 V. 0,1 eller 100 mA är den maximala växelströmsspecifikationen för IC, och R är motståndet i Ohm.
Beräknar Shunt Regulator Resistors
Följande formel håller bra för att hämta värdena på de olika komponenterna som används för att fixera shuntspänningen.
Vo = (1 + R1 / R2) Vref
Om en 78XX behöver användas tillsammans med enheten kan följande krets användas:
Marken på TL431-katoden är ansluten till jordstiftet på 78XX. Utgången från 78XX IC är ansluten till det potentiella delningsnätverket som bestämmer utspänningen.
Delarna kan identifieras genom formeln som visas i diagrammet.
Ovanstående konfigurationer är begränsade till en max 100 mA ström vid utgången. För att få högre ström kan en transistorbuffert användas, såsom visas i följande krets.
I ovanstående diagram liknar de flesta delarnas placering den första shuntregulatorns design, förutom att katoden här är försedd med ett motstånd till positivt och att punkten också blir basutlösaren för den anslutna buffertransistorn.
Utgångsströmmen beror på storleken på strömmen som transistorn kan sjunka.
I ovanstående diagram kan vi se två motstånd vars värden inte nämns, en i serie med ingångsförsörjningslinjen, en annan vid basen av PNP-transistorn.
Motståndet på ingångssidan begränsar den maximalt acceptabla strömmen som kan sänkas eller shuntas av PNP-transistorn. Detta kan beräknas på samma sätt som tidigare diskuterats för det första TL431-regulatorschemat. Detta motstånd skyddar transistorn från att brinna på grund av kortslutning vid utgången.
Motståndet vid transistorns bas är inte kritiskt och kan godtyckligt välja mellan 1k och 4k7.
Användningsområden för IC TL431
Även om ovanstående konfigurationer kan användas var som helst där precisionsspänningsinställning och referenser kan krävas, används den i stor utsträckning i SMPS-kretsar för närvarande för att generera exakt referensspänning för den anslutna optokopplaren, vilket i sin tur uppmanar ingångsmosfet till SMPS att reglera utspänningen exakt till önskade nivåer.
Mer information finns på https://www.fairchildsemi.com/ds/TL/TL431A.pdf
Tidigare: Automatisk dörrlampa Timer Circuit Nästa: Enfasförebyggande krets
