Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Praktikal na Elektronika
Bilang ng mga tanawin: 214,227
Mga puna sa artikulo: 7
Ang mga tagapagpahiwatig at senyas na aparato sa isang nababagay na zener diode TL431
Ang TL431 integrated stabilizer ay pangunahing ginagamit sa mga power supply. Gayunpaman, para dito maaari kang makahanap ng maraming higit pang mga application. Ang ilan sa mga scheme na ito ay ibinibigay sa artikulong ito.
Tatalakayin ng artikulong ito ang tungkol sa simple at kapaki-pakinabang na mga aparato na ginawa gamit Mga Chip TL431. Ngunit sa kasong ito, ang isang tao ay hindi dapat matakot sa salitang "microcircuit", mayroon lamang itong tatlong konklusyon, at sa panlabas na ito ay mukhang isang simpleng mababang lakas na transistor sa package na TO90.
Una ng kaunti ng kasaysayan
Ito ay nangyari na ang lahat ng mga elektronikong inhinyero ay nakakaalam ng mga numero ng mahika 431, 494. Ano ito?
Ang TEXAS INSTRUMENTS ay nasa unahan ng panahon ng semiconductor. Sa lahat ng oras na ito, siya ay nasa mga unang lugar sa listahan ng mga pinuno ng mundo sa paggawa ng mga elektronikong sangkap, na mahigpit na hawak ang sarili sa nangungunang sampung o, tulad ng madalas nilang sabihin, sa top-10 na rating ng mundo. Ang unang integrated circuit ay nilikha noong 1958 ni Jack Kilby, isang empleyado ng kumpanyang ito.
Ngayon ang TI ay gumagawa ng isang malawak na hanay ng mga microcircuits, ang pangalan ng kung saan nagsisimula sa prefix ng TL at SN. Ang mga ito ay, ayon sa pagkakabanggit, analog at lohikal (digital) microcircuits, na magpakailanman ay pumasok sa kasaysayan ng TI at nakakahanap pa rin ng malawak na aplikasyon.
Kabilang sa una sa listahan ng mga "magic" chips ay marahil dapat isaalang-alang adjustable boltahe regulator TL431. Sa kaso ng three-pin ng microcircuit na ito, 10 transistor ang nakatago, at ang pagpapaandar na isinagawa nito ay pareho sa isang maginoo na zener diode (Zener diode).
Ngunit dahil sa komplikasyon na ito, ang microcircuit ay may mas mataas na katatagan ng thermal at nadagdagan ang mga katangian ng slope. Ang pangunahing tampok nito ay kasama panlabas na divider Ang boltahe ng pag-stabilize ay maaaring mabago sa loob ng 2.5 ... 30 V. Para sa pinakabagong mga modelo, ang mas mababang threshold ay 1.25 V.
Ang TL431 ay nilikha ng empleyado ng TI na si Barney Holland noong unang bahagi ng pitumpu. Pagkatapos ay nakatuon siya sa pagkopya ng stabilizer chip ng isa pang kumpanya. Sasabihin namin ang ripping, hindi pagkopya. Kaya hiniram ni Barney Holland ang isang mapagkukunan ng sanggunian ng boltahe mula sa orihinal na microcircuit, at sa batayan nito ay lumikha ng isang hiwalay na microcircuit ng stabilizer. Sa una ay tinawag itong TL430, at pagkatapos ng ilang mga pagpapabuti ay tinawag itong TL431.
Simula noon, maraming oras ang lumipas, at ngayon ay hindi isang solong supply ng kuryente sa computer, saan man mahahanap ang aplikasyon. Nahanap din nito ang application sa halos lahat ng mababang-lakas na paglalagay ng mga power supply. Ang isa sa mga mapagkukunan na ito ay nasa bawat bahay, ay charger para sa mga cell phone. Ang ganitong kahabaan ng buhay ay maaari lamang maiinggit. Ipinapakita ng Figure 1 ang functional diagram ng TL431.
Larawan 1. Functional diagram ng TL431.
Lumikha din si Barney Holland ng hindi gaanong sikat at hinihiling pa rin ng TL494 chip. Ito ay isang push-pull PWM controller, batay sa kung saan maraming mga modelo ng paglilipat ng mga suplay ng kuryente ang nilikha. Samakatuwid, ang bilang na 494 ay nararapat ding tumutukoy sa "magic."
Ngayon ay magpatuloy tayo sa pagsasaalang-alang ng iba't ibang mga disenyo batay sa TL431 chip.
Mga Tagapagpahiwatig at Tagatanda
Ang TL431 chip ay maaaring gamitin hindi lamang para sa inilaan nitong layunin bilang isang zener diode sa mga power supply. Sa batayan nito, posible na lumikha ng iba't ibang mga tagapagpahiwatig ng ilaw at kahit na mga aparato ng senyas ng tunog. Gamit ang mga naturang aparato, maaari mong subaybayan ang maraming iba't ibang mga parameter.
Una sa lahat, ito ay electric boltahe. Kung ang anumang pisikal na dami sa tulong ng mga sensor ay ipinakita sa anyo ng boltahe, kung gayon ang isang aparato ay maaaring gawin na kumokontrol, halimbawa, ang antas ng tubig sa tangke, temperatura at halumigmig, pag-iilaw o presyon ng isang likido o gas.
Sa paglipas ng Voltage Alarm
Ang operasyon ng naturang detektor ay batay sa katotohanan na kapag ang boltahe sa control electrode ng zener diode DA1 (pin 1) ay mas mababa sa 2.5 V, ang zener diode ay sarado, lamang ng isang maliit na kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan nito, bilang isang panuntunan, hindi hihigit sa 0.3 ... 0.4 mA. Ngunit ang kasalukuyang ito ay sapat na para sa isang mahina na glow ng HL1 LED. Upang maiwasan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, sapat na upang ikonekta ang isang risistor na may isang pagtutol ng tungkol sa 2 ... 3 KOhm kahanay sa LED. Ang circuitry ng detector ng overvoltage ay ipinapakita sa Figure 2.
Larawan 2. Overvoltage detector.
Kung ang boltahe sa control electrode ay lumampas sa 2.5 V, ang zener diode ay magbubukas at ang HL1 LED ay magaan. ang kinakailangang kasalukuyang limitasyon sa pamamagitan ng zener diode DA1 at ang LED HL1 ay nagbibigay ng risistor R3. Ang maximum na kasalukuyang ng zener diode ay 100 mA, habang ang parehong parameter para sa HL1 LED ay 20 mA lamang. Ito ay mula sa kondisyong ito na kinakalkula ang paglaban ng risistor R3. mas tumpak, ang paglaban na ito ay maaaring kalkulahin gamit ang pormula sa ibaba.
R3 = (Upit - Uhl - Uda) / Ihl. Ang sumusunod na notasyon ay ginagamit dito: Upit - supply boltahe, Uhl - direktang pagbaba ng boltahe sa LED, boltahe Uda sa isang bukas na circuit (karaniwang 2V), kasalukuyang Ihl LED (nakatakda sa loob ng 5 ... 15 mA). Gayundin, huwag kalimutan na ang maximum na boltahe para sa zener diode TL431 ay lamang 36 V. Ang parameter na ito ay hindi rin maaaring lumampas.
Antas ng Alarma
Ang boltahe sa control elektrod kung saan ang LED HL1 (Uз) na ilaw ay itinakda ng divider R1, R2. Ang mga parameter ng divider ay kinakalkula ng formula:
R2 = 2.5 * R1 / (Uz - 2.5). Para sa isang mas tumpak na pagsasaayos ng threshold ng pagtugon, maaari kang mag-install ng isang tuning trim sa halip na risistor R2, na may isang nominal na halaga ng isa at kalahating beses nang higit sa kung ano ang kinakalkula. Matapos gawin ang tincture, maaari itong mapalitan ng isang palaging resistor, ang pagtutol na kung saan ay katumbas ng paglaban ng ipinakilala na bahagi ng pag-tune.
Minsan kinakailangan upang makontrol ang maraming mga antas ng boltahe. Sa kasong ito, kakailanganin ang tatlong naturang aparato sa pagbibigay ng senyas, na ang bawat isa ay na-configure para sa sarili nitong boltahe. Kaya, posible na lumikha ng isang buong linya ng mga tagapagpahiwatig, isang linear scale.
Upang mabigyan ang kapangyarihan ng display circuit, na binubuo ng LED HL1 at resistor R3, maaari kang gumamit ng isang hiwalay na mapagkukunan ng kapangyarihan, kahit na hindi napapanatag Sa kasong ito, ang kinokontrol na boltahe ay inilalapat sa terminal ng risistor R1, na dapat na idiskonekta mula sa risistor R3. Sa pagsasama na ito, ang kinokontrol na boltahe ay maaaring saklaw mula tatlo hanggang ilang libu-libong volt.
Ang tagapagpahiwatig ng kawalan ng kontrol
Larawan 3. Ang tagapagpahiwatig ng kawalan ng kontrol.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng circuit na ito at ang nauna ay ang LED ay nai-on nang naiiba. Ang pagsasama na ito ay tinatawag na kabaligtaran, dahil ang mga LED ay ilaw kapag ang chip ay sarado. Kung ang kinokontrol na boltahe ay lumampas sa threshold na itinakda ng divider R1, R2, bukas ang microcircuit, at ang kasalukuyang dumadaloy sa risistor R3 at mga pin 3 - 2 (katod - anode) ng microcircuit.
Sa chip sa kasong ito mayroong isang pagbagsak ng boltahe ng 2 V, na hindi sapat upang mag-apoy sa LED. Upang matiyak na ang LED ay hindi ginagarantiyahan sa ilaw, dalawang mga diode ay naka-install sa serye kasama nito. Ang ilang mga uri ng mga LED, halimbawa asul, puti at ilang mga uri ng berde, magaan kapag ang boltahe ay lumampas sa 2.2 V. Sa kasong ito, ang mga jumpers na gawa sa wire ay naka-install sa halip na diode VD1, VD2.
Kung ang boltahe na sinusubaybayan ay nagiging mas mababa sa na itinakda ng divider R1, R2 ang pagsasara ng microcircuit, ang boltahe sa output nito ay magiging higit sa 2 V, kaya ang HL1 LED ay magaan.
Kung nais mong kontrolin lamang ang pagbabago ng boltahe, ang tagapagpahiwatig ay maaaring tipunin ayon sa scheme na ipinakita sa Larawan 4.
Larawan 4. Ang tagapagpahiwatig ng pagbabago sa boltahe.
Ang tagapagpahiwatig na ito ay gumagamit ng isang dalawang kulay na HL1 na kulay. Kung ang boltahe na sinusubaybayan ay lumampas sa halaga ng threshold, ang pulang LED na ilaw, at kung ang boltahe ay mababa, ang berdeng berdeng ilaw ay.
Sa kaso kapag ang boltahe ay malapit sa isang paunang natukoy na threshold (humigit-kumulang na 0.05 ... 0.1 V), ang parehong mga tagapagpahiwatig ay napatay, dahil ang paglipat ng katangian ng zener diode ay may mahusay na tinukoy na dalisdis.
Kung nais mong subaybayan ang isang pagbabago sa anumang pisikal na dami, pagkatapos ang risistor R2 ay maaaring mapalitan ng isang sensor na nagbabago ng paglaban sa ilalim ng impluwensya ng kapaligiran. Ang isang katulad na aparato ay ipinapakita sa Figure 5.
Larawan 5. Scheme ng pagsubaybay sa mga parameter ng kapaligiran.
Conventionally, sa isang diagram maraming mga sensor ang ipinapakita nang sabay-sabay. Kung ito ay phototransistorito ay lumiliko relay ng larawan. Habang ang pag-iilaw ay malaki, ang phototransistor ay bukas, at ang pagtutol nito ay maliit. Samakatuwid, ang boltahe sa control terminal DA1 ay mas mababa sa threshold; bilang isang resulta, ang LED ay hindi magaan.
Habang nababawasan ang pag-iilaw, ang paglaban ng phototransistor ay nagdaragdag, na humantong sa isang pagtaas sa boltahe sa control terminal DA1. Kapag ang boltahe na ito ay lumampas sa threshold (2.5 V), ang zener diode ay bubuksan at ang mga ilaw ng LED.
Kung, sa halip na isang phototransistor, isang thermistor, halimbawa, isang serye ng MMT, ay konektado sa pag-input ng aparato, ang isang tagapagpahiwatig ng temperatura ay nakuha: kapag bumababa ang temperatura, ang LED ay magaan.
Ang parehong pamamaraan ay maaaring magamit bilang sensor ng halumigmig, halimbawa, lupa. Upang gawin ito, sa halip na isang thermistor o isang phototransistor, ang mga hindi kinakalawang na bakal na electrodes ay dapat na konektado, na sa ilang distansya mula sa bawat isa ay dapat na itapon sa lupa. Kapag ang mundo ay malunod sa antas na tinukoy sa panahon ng pag-setup, ang LED ay magaan ang ilaw.
Ang threshold ng aparato sa lahat ng mga kaso ay nakatakda gamit ang isang variable na risistor R1.
Bilang karagdagan sa nakalista na mga tagapagpahiwatig ng ilaw sa TL431 chip, posible ring mag-ipon ng isang audio tagapagpahiwatig. Ang isang diagram ng naturang tagapagpahiwatig ay ipinapakita sa Larawan 6.
Larawan 6. Ang tagapagpahiwatig ng antas ng likido sa tunog.
Upang makontrol ang antas ng isang likido, tulad ng tubig sa isang paliguan, isang sensor na gawa sa dalawang hindi kinakalawang na mga plato, na matatagpuan sa layo na ng ilang milimetro mula sa bawat isa, ay konektado sa circuit.
Kapag naabot ng tubig ang sensor, bumababa ang resistensya nito, at ang chip ay pumapasok sa linear mode sa pamamagitan ng mga resistors na R1 R2. Samakatuwid, ang henerasyon ng sarili ay nangyayari sa malagong dalas ng piezoceramic emitter HA1, kung saan ang tunog ng tunog ay tunog.
Bilang emitter, maaari mong gamitin ang radiator ZP-3. ang aparato ay pinalakas mula sa isang boltahe ng 5 ... 12 V. Pinapayagan ka nitong kapangyarihanin kahit na mula sa mga galvanic na baterya, na ginagawang posible itong magamit sa iba't ibang mga lugar, kabilang ang sa banyo.
Ang pangunahing saklaw ng TL434 chip, siyempre, mga power supply. Ngunit, tulad ng nakikita natin, ang mga kakayahan ng microcircuit ay hindi limitado sa nag-iisa lamang.
Boris Aladyshkin
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: