Микросхема TL431 — это регулируемый стабилитрон. Используется в роли источника опорного напряжения в схемах различных блоков питания.
Технические характеристики TL431
- напряжение на выходе: 2,5…36 вольт;
- выходное сопротивление: 0,2 Ом;
- прямой ток: 1…100 мА;
- погрешность: 0,5%, 1%, 2%;
Функциональная схема
Цоколевка TL431
TL431 имеет три вывода: катод, анод, вход.
Аналоги TL431
Отечественными аналогами TL431 являются:
- КР142ЕН19А
- К1156ЕР5Т
К зарубежным аналогам можно отнести:
- KA431AZ
- KIA431
- HA17431VP
- IR9431N
- AME431BxxxxBZ
- AS431A1D
- LM431BCM
Схемы включения TL431
Микросхема стабилитрон TL431 может использоваться не только в схемах питания. На базе TL431 можно сконструировать всевозможные световые и звуковые сигнализаторы. При помощи таких конструкций возможно контролировать множество разнообразных параметров. Самый основной параметр — контроль напряжения.
Переведя какой-нибудь физический показатель при помощи различных датчиков в показатель напряжения, возможно изготовить прибор, отслеживающий, например, температуру, влажность, уровень жидкости в емкости, степень освещенности, давление газа и жидкости. ниже приведем несколько схем включения управляемого стабилитрона TL431.
Стабилизатор тока на TL431
Данная схема является стабилизатором тока. Резистор R2 выполняет роль шунта, на котором за счет обратной связи устанавливается напряжения 2,5 вольт. В результате этого на выходе, согласно закону Ома для участка цепи, получаем постоянный ток равный:
I=2,5/R2
Индикатор повышения напряжения
Работа данного индикатора организована таким образом, что при потенциале на управляющем контакте TL431 (вывод 1) меньше 2,5В, стабилитрон TL431 заперт, через него проходит только малый ток, обычно, менее 0,4 мА. Поскольку данной величины тока хватает для того чтобы светодиод светился, то что бы избежать этого, нужно просто параллельно светодиоду подсоединить сопротивление на 2…3 кОм.
В случае превышения потенциала, поступающего на управляющий вывод, больше 2,5 В, микросхема TL431 откроется и HL1 начнет гореть. Сопротивление R3 создает нужное ограничение тока, протекающий через HL1 и стабилитрон TL431. Максимальный ток проходящий через стабилитрон TL431 находится в районе 100 мА. Но у светодиода максимально допустимый ток составляет всего 20 мА. Поэтому в цепь светодиода необходимо добавить токоограничивающий резистор R3. Его сопротивление можно рассчитать по формуле:
R3 = (Uпит. – Uh1 – Uda)/Ih1
где Uпит. – напряжение питания; Uh1 – падение напряжения на светодиоде; Uda – напряжение на открытом TL431 (около 2 В); Ih1 – необходимый ток для светодиода (5…15мА). Также необходимо помнить, что для стабилитрона TL431 максимально допустимое напряжение составляет 36 В.
Величина напряжения Uз при котором срабатывает сигнализатор (светится светодиод), определяется делителем на сопротивлениях R1 и R2. Его параметры можно подсчитать по формуле:
R2 = 2,5 х Rl/(Uз — 2,5)
Если необходимо точно выставить уровень срабатывания, то необходимо на место сопротивления R2 установить подстроечный резистор, с бОльшим сопротивлением. После окончания точной настройки, данный подстроичник можно заменить на постоянный.
Иногда необходимо проверять несколько значений напряжения. В таком случае понадобятся несколько подобных сигнализатора на TL431 настроенных на свое напряжение.
Проверка исправности TL431
Вышеприведённой схемой можно проверить TL431, заменив R1 и R2 одним переменным резистором на 100 кОм. В случае, если вращая движок переменного резистора светодиод засветится , то TL431 исправен.
Индикатор низкого напряжения
Разница данной схемы от предшествующей в том, что светодиод подключен по-иному. Данное подключение именуется инверсным, так как светодиод светится только когда микросхема TL431 заперта.
Если же контролируемое значение напряжения превосходит уровень, определенный делителем Rl и R2, микросхема TL431 открывается, и ток течет через сопротивление R3 и выводы 3-2 микросхемы TL431. На микросхеме в этот момент существует падение напряжения около 2В, и его явно не хватает для свечения светодиода. Для стопроцентного предотвращения загорания светодиода в его цепь дополнительно включены 2 диода.
В момент, когда исследуемая величина окажется меньше порога определенного делителем Rl и R2, микросхема TL431 закроется, и на ее выходе потенциал будет значительно выше 2В, вследствие этого светодиод HL1 засветится.
Индикатор изменения напряжения
Если необходимо следить всего лишь за изменением напряжения, то устройство будет выглядеть следующим образом:
В этой схеме использован двухцветный светодиод HL1. Если потенциал ниже порога установленного делителем R1 и R2, то светодиод горит зеленым цветом, если же выше порогового значения, то светодиод горит красным цветом. Если же светодиод совсем не светится, то это означает что контролируемое напряжение на уровне заданного порога (0,05…0,1В).
Работа TL431 совместно с датчиками
Если необходимо отслеживать изменение какого-нибудь физического процесса, то в этом случае сопротивление R2 необходимо поменять на датчик, характеризующейся изменением сопротивления вследствие внешнего воздействия.
Пример такого модуля приведен ниже. Для обобщения принципа работы на данной схеме отображены различные датчики. К примеру, если в качестве датчика применить фототранзистор, то в конечном итоге получится фотореле, реагирующее на степень освещенности. До тех пор пока освещение велико, сопротивление фототранзистора мало.
Вследствие этого напряжение на управляющем контакте TL431 ниже заданного уровня, из-за этого светодиод не горит. При уменьшении освещенности увеличивается сопротивление фототранзистора. По этой причине увеличивается потенциал на контакте управления стабилитрона TL431. При превышении порога срабатывания (2,5В) HL1 загорается.
Данную схему можно использовать как датчик влажности почвы. В этом случае вместо фототранзистора нужно подсоединить два нержавеющих электрода, которые втыкают в землю на небольшом расстоянии друг от друга. После высыхания почвы, сопротивление между электродами возрастает и это приводит к срабатыванию микросхемы TL431, светодиод загорается.
Если же в качестве датчика применить терморезистор, то можно сделать из данной схемы термостат. Уровень срабатывания схемы во всех случаях устанавливается посредством резистора R1.
TL431 в схеме со звуковой индикацией
Помимо приведенных световых устройств, на микросхеме TL431 можно смастерить и звуковой индикатор. Схема подобного устройства приведена ниже.
Данный звуковой сигнализатор можно применить в качестве контроля за уровнем воды в какой-либо емкости. Датчик представляет собой два нержавеющих электрода расположенных друг от друга на расстоянии 2-3 мм.
Как только вода коснется датчика, сопротивление его понизится, и микросхема TL431 войдет в линейный режим работы через сопротивления R1 и R2. В связи с этим появляется автогенерация на резонансной частоте излучателя и раздастся звуковой сигнал.
Калькулятор для TL431
Для облегчения расчетов можно воспользоваться калькулятором:
Скачать калькулятор для TL431 (103,4 KiB, скачано: 37 408)
Скачать datasheet TL431 на русском (702,6 KiB, скачано: 23 737)
Спасибо, уважаемый, за подробное описание. Схемы читаются легко, описание работы простое. Удачи!
TL431 МОЖНО ПРОВЕРИТЬ Ц-шкой
Нет, полностью — нельзя. Там десяток транзисторов. Цешкой можно только только проверить на пробой переход коллектор-эмиттер выходного транзистора.
только в схеме
Спасибо! Отличная работа.
Респект и уважуха
Большое спасибо!
Большое спасибо!!!
много хорошего узнал спасибо
Большое спасибо! Ценная и грамотно изложенная информация. Вообще сайт беру в закладки: посещаю не первый раз и всегда получаю необходимую мне информацию. Успехов!!!
Спасибо )
Большое Спасибо за информацию!!!
Хорошее, удобное описание, спасибо. Просмотрю весь сайт.
Спасибо за подробное описание и за программу -Калькулятор для TL431.
спасибо большое за подробное объяснение .
схемы ясные , понятные .
Китайские 431 в корпусе sot 23-3, по цоколёвке как 432, тоесть управляющий перекинут с катодом.
Весьма благодарен за столь такую ценную информацию и её грамотное описание. Главное в простоте и доступности большой аудитории радиолюбителей.
СПАСИБО!!!
очень большое спасибо все грамотно и доходчиво
Здорово помогли , грамотно и понятно .
Спасибо.Информация помогла.
Огромное спасибо!
Очень нужная информация.
Объясните, пожаулйста, назначение резистора R2 (например, на первых двух схемах)? Нафига соединять управляющий контакт и «жопку» транзистора?
У транзистора есть база, коллектор и эмиттер. Того, что Вы назвали, у транзистора нет.
А на lm317 такое возможно построить?
Доступно, полезно! Спасибо!
Большое спасибо!
Ребята помогите с печаткой скиньте на почту попробую собрать интересно Спосибо
Не раз обращаюсь к данному сайту, практически всегда нахожу то, что нужно. В остальном интернете обычно либо куча заумных и малополезных формул, либо кривые схемы, придуманные школьниками — аж противно.
Большое человеческое мулцумеск!!! (спасибо!)
БЛАГОдарю, кратко, наглядно и доступно.В
НАМУДРИЛИ С НОМЕРАМИ НОЖЕК ПОСМОТРИТЕ КАК В ДАТАШИТЕ И ИСПРАВЬТЕ ОШИБКУ !!!!!
Посмотрел, ошибку не нашел…
в плате ноутбучного адаптера стоит Тл в корпусе Сот 23-3. Как понять, какая там Тл 431 или 432 и где управляющий электрод?
Спасибо.
Спасибо за калькулятор, очень удобная штука.
В программе Idiv/Iref =200 не многовато ли для опорного тока который по даташиту равен 2 микроампера — кто пояснит
Благодарю за полезную информацию. Скачивается один в один, что есть не у всех.
РАХМЕТ, спасибо вообщем. Распиновка -ошибок нет.Разные производители, разная распиновка.
Подскажите, R2 что бы найти R1 нужно в кило омах?
Все отлично. Кроме одного, схемы именно регулируемого стабилитрона я не нашел. Понятно что переменник, между анодом и катодом, может какую емкость влепить нужно, ограничительный резистор куда влепить, чтобы не было волшебного дыма. Отработанная схема отсутствует.
Нигде не могу найти информацию о максимально допустимой рассеиваемой мощности. Этот параметр не указан даже в официальном даташите. Если при максимально допустимом напряжении «катод-анод» 36 вольт через микросхему будет протекать максимально допустимый ток 100 мА, то рассеиваемая мощность составит 3,6 ватта. Сомневаюсь, что корпус ТО-92 такое выдержит.
Нашёл вот такую инфу. В журнале «Радио» 1994 г., № 4, стр. 45 приведены характеристики КР142ЕН19 (наш аналог). Там указана максимально допустимая мощность — 0,4 ватта. Думаю, эта величина справедлива и для TL431.