Калькулятор TL431 — компаратор [таблицы .ods, .xls]
«Стабилитрон-хамелеон» — так можно сказать про микросхему TL431. Всего два резистора задают напряжение стабилизации, и я уже рассказывал, как их рассчитать. Но если самую малость изменить схему, то выйдет отличный компаратор на 2,5 вольта. Его расчёту и посвящён мой очередной калькулятор.
Получились три таблички в форматах:
На каждом листе-калькуляторе есть краткая инструкция, а здесь я расскажу о них подробно.
Компаратор-1 (расчёт сопротивлений)
Как и любой компаратор, TL431 сравнивает два напряжения и выставляет на своём выходе логический ноль или единицу. Важных моментов всего два:
1) опорное напряжение зафиксировано внутри микросхемы на уровне 2,5 В — с ним и будем сравнивать измеряемый сигнал;
2) уровень логического нуля — 1,8…2,0 В, единицы — напряжение питания с маленькой оговоркой.
Как работает этот компаратор, вы спросите? Когда входное напряжение выше заданного порога, с делителя R2…R4 на измерительный вход микросхемы поступает напряжение выше 2,5 В. Внутренний транзистор
По доброй традиции каждую страницу с результатами можно распечатать. Формулы на картинке помогут пересчитать делитель для иного порога, даже если уже ночь и компьютер выключен. Таблица стандартных номиналов радиодеталей подскажет, какие резисторы лучше взять (на печать не выводится). Для космически важных применений есть ряды резисторов E96 и E192 — 1% и 0,5% точности.
Инструкция:
1. Задать входное и пороговое напряжения Uвх, Uпрг, ток нагрузки Iнагр.
2. Калькулятор выдаст сопротивление и мощность R1. Когда TL431 открыта, через него течёт ток Iшунт, когда закрыта – Iнагр+0,4 мА.
3. Установить R3max и R3* в нули.
4. Выбрать R4 из таблицы стандартных номиналов и внести его в графу. Калькулятор выдаст расчётное значение суммы R2 и R3.
5. Задать стандартный номинал R2 — меньше, чем сумма R2+R3.
6. Указать максимальное сопротивление подстроечного резистора R3max. Итоговая сумма R2+R3max должна быть больше расчётного значения. Чем ближе R2 к сумме и чем меньше R3, тем уже будет диапазон регулировки
7. При помощи R3* можно точно подогнать рассчитанное Uпрг.
8. Iпотр «0» — ток потребления всей схемы, когда TL431 открыта (Uвх>Uпрг, Uд>2,5V). Увеличивается с ростом Uвх.
9. Iпотр «1» — ток потребления всей схемы, когда TL431 закрыта (Uвх<Uпрг, Uд<2,5V). Определяется током делителя и заданным током нагрузки.
10. При сборке схемы R3* может быть постоянным.
N. B.! Относится ко всем схемам: чем выше сопротивление R2…R4, тем меньше будет ток делителя Iдел. Это позволит сэкономить немного электричества при питании от батареи, но и чересчур задирать сопротивление тоже не стоит. Если присмотреться к даташиту, то напряжение на входе микросхемы Uд правильно рассчитывать так:
Uд = Uдел — Iref*R2
Про R3 временно забываем — он ведь часть R2.
Iref — ток, нужный для управления TL431, обычно 1…4 мкА. Если R2 = 100 кОм, то на нём упадёт 0,1…0,4 В, и на входе микросхемы будет не хватать этого напряжения. Скажем, с делителя ещё должно идти 2,69 В, а за счёт падения остаётся только 2,49 В — и компаратор переключается, хотя входное напряжение выше порогового. Зато если взять R2 = 10 кОм, то ошибки набежит всего 0,01…0,04 В. Даташит рекомендует не увеличивать резистор R2 свыше 10 кОм именно по этой причине. Однако если у вас в схеме есть подстроечный R3, то эту погрешность напряжения можно им компенсировать. R3 и R4 могут лежать в диапазонах 1…100 кОм, но так, чтобы вместе с R2 обеспечивать ток делителя 40 и более мкА.
Компаратор-2 (расчёт сопротивлений)
Здесь подстроечный резистор R3 своим верхним выводом соединён со средним и с выходом делителя, поэтому фактически он входит в состав
Делитель рассчитывается по известным R3 и R4, что добавляет некоторые неудобства.
Инструкция:
1. Задать входное и пороговое напряжения Uвх, Uпрг, ток нагрузки Iнагр.
2. Калькулятор выдаст сопротивление и мощность R1. Когда TL431 открыта, через него течёт ток Iшунт, когда закрыта – Iнагр+0,4 мА.
3. Установить R2, R3max и R3* в нули.
4. Выбрать R4 из таблицы стандартных номиналов и внести его в графу. Калькулятор выдаст предварительное значение R2. Его можно использовать, если вы не планируете устанавливать подстроечный R3.
5. Задать максимальное значение R3max и (опционально) R3*. Чем меньше R3max, тем уже будет диапазон регулировки Uпргmin, Uпргmax. Калькулятор выдаст окончательное значение R2.
6. Задать стандартный номинал R2, близкий к рассчитанному.
7. При помощи R3* можно точно подогнать рассчитанное Uпрг.
8. Iпотр «0» — ток потребления всей схемы, когда TL431 открыта (Uвх>Uпрг, Uд>2,5V). Увеличивается с ростом Uвх.
9. Iпотр «1» — ток потребления всей схемы, когда TL431 закрыта (Uвх<Uпрг, Uд<2,5V). Определяется током делителя и заданным током нагрузки.
10. При сборке схемы R3* может быть постоянным.
Компаратор-3 (подбор сопротивлений)
Подстроечный резистор R3 включён по схеме потенциометра, поэтому его можно представить как резисторы R3.1 и R3.2, последовательно соединённые с
Инструкция:
1. Задать входное и пороговое напряжения Uвх, Uпрг, ток нагрузки Iнагр.
2. Калькулятор выдаст сопротивление и мощность R1. Когда TL431 открыта, через него течёт ток Iшунт, когда закрыта – Iнагр+0,4 мА.
3. Установить R3max и R3.1 в нули. R3.2 обнулится автоматически.
4. Подобрать такие R2 и R4, чтобы Uпрг было близким к нужному. Используйте таблицу стандартных номиналов резисторов.
5. Для точной регулировки укажите максимальное сопротивление подстроечного резистора R3max. Если нужен делитель на двух резисторах, то R3max и R3.1 оставьте на нулях.
6. Калькулятор выдаст диапазон регулировки ( Uпргmin, Uпргmax) и текущее значение Uпрг. Последнее можно менять, увеличив сопротивление R3.1.
7. Iпотр «0» — ток потребления всей схемы, когда TL431 открыта (Uвх>Uпрг, Uд>2,5V). Увеличивается с ростом Uвх.
8. Iпотр «1» — ток потребления всей схемы, когда TL431 закрыта (Uвх<Uпрг, Uд<2,5V). Определяется током делителя и заданным током нагрузки.
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
Одноклассники
comments powered by HyperCommentsКак 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
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!
How to check TL431? — Diodnik
Microchip TL431 is a three-terminal adjustable shunt regulator. It often can be found in PC power supply, etc. There can be a great deal of trouble if it breaks, for example there could be glitches in the motherboard performance and others. If there is a suspicion in a component failure, it should be changed right away. But how to check TL431 if there is nothing in touch for substitution and operational inspection is needed? For such task procedure hopefully this article will be of service.
How to check TL431 by multimeter?
Many a man, who face microchip TL431 for the first time, often say it is transistor TL431 thus try to check it with multimeter.
It doesn’t do any good because resistance between output terminals is different from one instance to another and vary in different details. To make the correct check of microchip TL431, it should be plugged into very simple circuit.
How to check TL431?
The resistor R3 is selected to meet the following requirement: the led functional current should not to exceed 20 мА. Resistances R2 and R3 are balancing resistors. They will influence at which voltage of powersupply led will light up. TL431 will open only if voltage on it’s gate terminal reach 2,5 V.
Connected into such circuit TL431 is a perfect detector of overvoltage. Since source voltage is fixed – 5 V, microchip manipulation will be performed by trimmer resistor R2.
For vivid test, this circuit is implemented on development board, but if there is a need in a frequent check of such microchip, the circuit can easily be set in a small case and you get useful device. In initial state led doesn’t light up, TL431 is closed.
Next, the resistance of trimmer resistor should be changed until microchip is open. Led lights up brightly immediately, there is no transitional moment or glimmering.
This circuit can easily be used as the battery charge indicator or other voltage increase detector. Thereon TL431 check is over, microchip is functioning correctly and so it is completely operational.
VK
Odnoklassniki
comments powered by HyperComments