Categories: Articles destacats » Electrònica pràctica
Nombre de visualitzacions: 214.227
Comentaris sobre l'article: 7
Indicadors i dispositius de senyalització en un díode zener regulable TL431
L'estabilitzador integrat TL431 s'utilitza principalment en fonts d'alimentació. Tanmateix, per a això podeu trobar moltes més aplicacions. Alguns d’aquests esquemes es proporcionen en aquest article.
Aquest article parlarà de dispositius senzills i útils realitzats amb ús Xips TL431. Però en aquest cas, no us hauria de tenir por de la paraula “microcircuit”, només té tres conclusions, i a l’exterior sembla un simple transistor de poca potència al paquet TO90.
Primer una mica d’història
Va passar així que tots els enginyers electrònics coneixen els números màgics 431, 494. Què és això?
TEXAS INSTRUMENTS va estar al capdavant de l'era dels semiconductors. Tot aquest temps, ha ocupat el primer lloc de la llista de líders mundials en la producció de components electrònics, mantenint-se fermament entre els deu primers o, com diuen més sovint, al rànquing mundial TOP-10. El primer circuit integrat va ser creat el 1958 per Jack Kilby, un empleat d'aquesta empresa.
TI publica ara una àmplia gamma de xips, el nom dels quals comença pels prefixos TL i SN. Es tracta, respectivament, de microcircuits analògics i lògics (digitals), que han entrat per sempre a la història de la TI i encara troben una àmplia aplicació.
Entre els primers en la llista de xips "màgics" probablement haurien de ser considerats regulador de tensió regulable TL431. En el cas de tres pins d’aquest microcircuit, s’amaguen 10 transistors i la funció que realitza és la mateixa que un díode zener convencional (díode Zener).
Però, a causa d’aquesta complicació, el microcircuit presenta una estabilitat tèrmica més elevada i unes característiques de pendent augmentades. La seva característica principal és que amb divisor extern El voltatge d’estabilització es pot canviar dins de 2,5 ... 30 V. Per als darrers models, el llindar inferior és d’1,25 V.
El TL431 va ser creat per l'empleat de TI Barney Holland, a principis dels anys setanta. Aleshores es va dedicar a copiar el xip estabilitzador d’una altra empresa. Diríem que esquinça, no es copia. Per tant, Barney Holland va agafar en préstec una font de tensió de referència del microcircuit original, i va crear un microcircuit independent d'estabilitzant. Al principi es deia TL430, i després d’algunes millores es va anomenar TL431.
Des d’aleshores, ha passat molt de temps, i ara no hi ha una sola font d’alimentació informàtica, allà on es trobi l’aplicació. També es troba aplicat a gairebé tots els subministradors de commutació de baix consum. Una d’aquestes fonts ara es troba a totes les llars carregador per a telèfons mòbils. Aquesta longevitat només es pot envejar. La figura 1 mostra el diagrama funcional del TL431.
Figura 1. Esquema funcional de TL431.
Barney Holland també va crear el no menys famós i encara demanda xip TL494. Es tracta d'un controlador PWM de tipus push-pull, sobre la base del qual es van crear molts models d'alimentació de commutació. Per tant, el número 494 també fa referència amb raó a la "màgia".
Passem ara a la consideració de diversos dissenys basats en el xip TL431.
Indicadors i Senyalitzadors
El xip TL431 no només es pot utilitzar com a diode zener en fonts d'alimentació. Sobre la seva base, és possible crear diversos indicadors de llum i fins i tot dispositius de senyalització sonora. Amb aquests dispositius, podeu fer un seguiment de molts paràmetres diferents.
En primer lloc, és només la tensió elèctrica. Si es presenta una quantitat física amb l'ajuda de sensors en forma de tensió, és possible fer un dispositiu que controli, per exemple, el nivell d'aigua al dipòsit, la temperatura i la humitat, la il·luminació o la pressió d'un líquid o gas.
Alarma de Voltatge
El funcionament d’un dispositiu de senyalització es basa en el fet que quan la tensió a l’elèctrode de control del díode zener DA1 (pin 1) és inferior a 2,5 V, el díode zener es tanca, només hi circula un petit corrent, normalment no més de 0,3 ... 0,4 mA. Però aquest corrent és suficient per tenir un brillo molt dèbil del LED HL1. Per evitar aquest fenomen, n’hi ha prou de connectar una resistència amb una resistència d’uns 2 ... 3 KOhm paral·lela al LED. A la figura 2 es mostra el circuit de detector de sobretensió.
Figura 2. Detector de sobretensió.
Si la tensió de l'elèctrode de control supera els 2,5 V, el diode zener s'obrirà i el LED HL1 s'il·lumina. la limitació de corrent necessària mitjançant el díode Zener DA1 i el LED HL1 proporciona la resistència R3. El corrent màxim del díode zener és de 100 mA, mentre que el mateix paràmetre per al LED HL1 és de només 20 mA. A partir d’aquesta condició es calcula la resistència de la resistència R3. amb més precisió, aquesta resistència es pot calcular mitjançant la fórmula següent.
R3 = (Upit - Uhl - Uda) / Ihl. Aquí s’utilitza la següent notació: Upit - tensió d’alimentació, Uhl - caiguda de tensió directa al LED, tensió Uda en un circuit obert (normalment 2V), corrent LED Ihl (situat a 5 ... 15 mA). Tampoc no oblideu que la tensió màxima del díode zener TL431 és de només 36 V. Aquest paràmetre tampoc no es pot superar.
Nivell d’alarma
La tensió de l'elèctrode de control a la qual s'il·lumina el LED HL1 (Uз) és establerta pel divisor R1, R2. els paràmetres del divisor es calculen mitjançant la fórmula:
R2 = 2,5 * R1 / (Uz - 2,5). Per obtenir un ajustament més exacte del llindar de resposta, podeu instal·lar un retallador d’ajust en lloc de la resistència R2, amb un valor nominal una i mitja vegades més del que s’ha calculat segons el càlcul. Un cop feta la tintura, es pot substituir per una resistència constant, la resistència de la mateixa és igual a la resistència de la part introduïda de la sintonia.
De vegades és necessari controlar diversos nivells de tensió. En aquest cas, caldrà tres dispositius de senyalització, cadascun dels quals està configurat per a la seva pròpia tensió. Així, és possible crear tota una línia d’indicadors, una escala lineal.
Per alimentar el circuit de visualització, format per LED HL1 i resistència R3, podeu utilitzar una font d’alimentació separada, fins i tot no estabilitzada. En aquest cas, la tensió controlada s'aplica al terminal de la resistència R1, que s'ha de desconnectar de la resistència R3. Amb aquesta inclusió, el voltatge controlat pot oscil·lar entre tres i diverses desenes de volts.
Indicador de baixa tensió
Figura 3. Indicador de sub tensió.
La diferència entre aquest circuit i l’anterior és que el LED s’encén diferent. Aquesta inclusió s’anomena inversa, ja que el LED s’il·lumina quan el xip es tanca. Si la tensió controlada supera el llindar establert pel divisor R1, R2, el microcircuit està obert i el corrent flueix a través de la resistència R3 i els pins 3 - 2 (càtode - ànode) del microcircuit.
Al xip en aquest cas hi ha una caiguda de tensió de 2 V, que no és suficient per encendre el LED. Per garantir que no es garanteix que el LED s’encengui, hi ha instal·lats dos díodes en sèrie. Alguns tipus de LED, per exemple blau, blanc i alguns tipus de verd, s’il·luminen quan la tensió supera els 2,2 V. En aquest cas, s’instal·len salts de filferro en lloc dels díodes VD1, VD2.
Quan el voltatge controlat esdevé inferior al establert pel divisor R1, R2 es tanca el microcircuit, la tensió a la sortida serà molt superior a 2 V, de manera que el LED HL1 s’il·luminarà.
Si només voleu controlar el canvi de tensió, l'indicador es pot muntar segons l'esquema que es mostra a la figura 4.
Figura 4. Indicador de canvi de tensió.
Aquest indicador utilitza un LED de dos colors HL1. Si la tensió monitoritzada supera el valor llindar, el LED vermell s’il·lumina i, si el voltatge és baix, el verd s’il·lumina.
En el cas que la tensió estigui a prop d’un llindar predeterminat (aproximadament 0,05 ... 0,1 V), tots dos indicadors s’extingeixen, ja que la característica de transferència del díode zener té un pendent ben definit.
Si voleu supervisar el canvi en qualsevol quantitat física, aleshores es pot substituir la resistència R2 per un sensor que canvia la resistència sota la influència del medi ambient. A la figura 5 es mostra un dispositiu similar.
Figura 5. Esquema de control dels paràmetres ambientals.
Convencionalment, en un diagrama es mostren diversos sensors alhora. Si serà fototransistorresultarà relleu fotogràfic. Mentre que la il·luminació és gran, el fototransistor està obert i la seva resistència és petita. Per tant, la tensió al terminal de control DA1 és inferior al llindar; per tant, el LED no s'il·lumina.
A mesura que la il·luminació disminueix, la resistència del fototransistor augmenta, cosa que comporta un augment de la tensió al terminal DA1 de control. Quan aquesta tensió supera el llindar (2,5 V), s’obre el díode zener i s’encén el LED.
Si, en lloc d’un fototransistor, es connecta un termistor, per exemple, una sèrie MMT, a l’entrada del dispositiu, s’obté un indicador de temperatura: quan la temperatura baixa, el LED s’encendrà.
Es pot utilitzar el mateix esquema que Sensor d’humitat, per exemple, terra. Per fer-ho, en lloc d’un termistor o un fototransistor, s’hauran de connectar elèctrodes d’acer inoxidable, que a alguna distància l’un de l’altre s’haurien d’embrancar al terra. Quan la terra s’asseca fins al nivell determinat durant la configuració, el LED s’il·luminarà.
El llindar del dispositiu en tots els casos s'estableix mitjançant una resistència R1 variable.
A més dels indicadors lluminosos indicats al xip TL431, també és possible muntar un indicador d'àudio. A la figura 6 es mostra un esquema d'aquest indicador.
Figura 6. Indicador del nivell de líquid sonor.
Per controlar el nivell d’un líquid, com l’aigua en un bany, es connecta al circuit un sensor de dues plaques inoxidables situades a una distància de diversos mil·límetres les unes de les altres.
Quan l’aigua arriba al sensor, la seva resistència disminueix i el xip entra en el mode lineal mitjançant les resistències R1 R2. Per tant, l’autogeneració es produeix a la freqüència ressonant de l’emissor piezoceramic HA1, a la qual sonarà el senyal sonor.
Com a emissor, podeu utilitzar el radiador ZP-3. el dispositiu s’alimenta des d’una tensió de 5 ... 12 V. Això permet alimentar-lo fins i tot des de piles galvàniques, cosa que permet utilitzar-lo en diferents llocs, inclòs al bany.
L’abast principal del xip TL434, per descomptat, les fonts d’alimentació. Però, com veiem, les capacitats del microcircuit no es limiten només a això.
Boris Aladyshkin
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: