En aquest post aprenem com funciona un IC regulador de derivació típicament en circuits SMPS. Prenem l'exemple del popular dispositiu TL431 i intentem entendre el seu ús en circuits electrònics mitjançant algunes de les seves notes d'aplicació.
Especificacions elèctriques
Tècnicament el dispositiu TL431 s’anomena regulador de derivació programable, en termes senzills es pot entendre com un díode zener ajustable.
Aprenem més sobre les seves especificacions i notes d'aplicació.
El TL431 té atribuïdes les següents característiques principals:
- Voltatge de sortida configurable o programable des de 2,5 V (referència mínima) fins a 36 volts.
- Impedància de sortida baixa dinàmica, al voltant de 0,2 Ohm.
- Capacitat de maneig actual de l'aigüera fins a un màxim de 100 mA
- A diferència dels zeners normals, la generació de soroll és insignificant.
- Canviant ràpidament la resposta.
Com funciona l'IC TL431?
El TL431 és un transistor de tres pins com (com el BC547) regulador de voltatge ajustable o programable.
El voltatge de sortida es pot dimensionar utilitzant només dues resistències a través de les sortides de pin especificades del dispositiu.
El diagrama següent mostra el diagrama de blocs intern del dispositiu i també les designacions de pin out.
El diagrama següent indica les sortides de pin del dispositiu real. Vegem com es pot configurar aquest dispositiu en circuits pràctics.
Exemples de circuits amb TL431
El circuit següent mostra com es pot utilitzar el dispositiu TL431 anterior com a regulador de derivació típic.
La figura anterior mostra com amb l'ajut d'un parell de resistències es pot connectar el TL431 com a regulador de derivació per generar sortides d'entre 2,5v a 36v. R1 és una resistència variable que s'utilitza per ajustar la tensió de sortida.
La resistència de sèrie a l'entrada positiva de subministrament es pot calcular utilitzant la llei d'Ohm:
R = Vi / I = Vi / 0,1
Aquí Vi és l’entrada d’alimentació que ha de ser inferior a 35 V. El 0,1 o 100 mA és l’especificació de corrent de derivació màxima del CI i R és la resistència en ohms.
Càlcul de resistències de reguladors de derivació
La següent fórmula és bona per adquirir els valors dels diferents components utilitzats per fixar la tensió de derivació.
Vo = (1 + R1 / R2) Vref
En cas que s’hagi d’utilitzar un 78XX juntament amb el dispositiu, es pot utilitzar el circuit següent:
La terra del càtode TL431 està connectada amb el pin de terra del 78XX. La sortida del 78XX IC està connectada amb la xarxa divisora de potencial que determina la tensió de sortida.
Les parts es poden identificar mitjançant la fórmula que es mostra al diagrama.
Les configuracions anteriors estan restringides a un corrent màxim de 100 mA a la sortida. Per obtenir un corrent més alt es pot utilitzar una memòria intermèdia de transistor, com es mostra al següent circuit.
En el diagrama anterior, la major part de la col·locació de les parts és similar al disseny del primer regulador de derivació, excepte que aquí el càtode proporciona una resistència a positiu i el punt també es converteix en el disparador base del transistor de memòria intermèdia connectat.
El corrent de sortida dependrà de la magnitud de corrent que el transistor sigui capaç d’enfonsar.
En el diagrama anterior podem veure dues resistències els valors dels quals no s’esmenten, una en sèrie amb la línia d’alimentació d’entrada, una altra a la base del transistor PNP.
La resistència al costat d'entrada limita el corrent màxim tolerable que pot transmetre o derivar el transistor PNP. Això es pot calcular de la mateixa manera que es va comentar anteriorment per al primer diagrama del regulador TL431. Aquesta resistència protegeix el transistor de la crema a causa d'un curtcircuit a la sortida.
La resistència a la base del transistor no és crítica i pot seleccionar arbitràriament entre 1k i 4k7.
Àrees d'aplicació de l'IC TL431
Tot i que les configuracions anteriors es poden utilitzar en qualsevol lloc on es pugui requerir una configuració i referències de tensió de precisió, actualment s’utilitza àmpliament en circuits SMPS per generar tensió de referència precisa per l’acoblador opto connectat, que al seu torn demana al mosfet d’entrada del SMPS que reguli la tensió de sortida exactament als nivells desitjats.
Per obtenir més informació, visiteu https://www.fairchildsemi.com/ds/TL/TL431A.pdf
Anterior: Circuit de temporitzador de làmpada de porta automàtica Següent: Circuit de prevenció monofàsic
