Стабилизатор тока на tl431 — Яхт клуб Ост-Вест

Простое зарядное устройство для литиевого аккумулятора.

Главное отличие зарядного устройства от блока питания – четкое ограничение зарядного тока. Следующая схема имеет два режима ограничения:
– по току;
– по напряжению;

Пока напряжение на выходе меньше 4,2 В ограничивается выходной ток, при достижении напряжением величины 4,2 В начинает ограничиватся напряжение и ток заряда снижается.
На следующей схеме ограничение тока осуществляют транзисторы VT1, VT2 и резисторы R1-R3. Резистор R1 выполняет функцию шунта, когда напряжение на нем превышает 0,6 В (порог открывания VT1), транзистор VT1 открывается и закрывает транзистор VT2. Из-за этого падает напряжение на базе VT3 он начинает закрываться и следовательно снижается выходное напряжение, а это ведет к снижению выходного тока. Таким образом работает обратная связь по току и его стабилизация. Когда напряжение подбирается к уровню 4,2 В в работу начинает вступать DA1 и ограничивать напряжение на выходе зарядного устройства.

А теперь список номиналов компонентов схемы:

TL 431 это программируемый шунтирующий регулятор напряжения. Хотя, эта интегральная схема начала выпускаться в конце 70-х она до сих пор не сдаёт своих позиций на рынке и пользуется популярностью среди радиолюбителей и крупных производителей электротехнического оборудования. На плате этого программируемого стабилизатора находится фоторезистор, датчик измерения сопротивления и терморезистор. TL 431 повсеместно используются в самых разных электрических приборах бытовой и производственной техники. Чаще всего этот интегральный стабилитрон можно встретить в блоках питания компьютеров, телевизоров, принтеров и зарядок для литий-ионных аккумуляторов телефонов.

TL 431 интегральный стабилитрон

Основные характеристики программируемого источника опорного напряжения TL 431

• ​ Номинальное рабочее напряжение на выходе от 2,5 до 36 В;
• Ток на выходе до 100 мА;
• Мощность 0,2 Ватт;
• Диапазон рабочей температуры для TL 431C от 0° до 70°;
• Диапазон рабочей температуры для TL 431A от -40° до +85°.

Точность интегральной схемы TL 431 указывается шестой буквой в обозначении:

• Точность без буквы – 2%;
• Буква А – 1%;
• Буква В – 0, 5%.

Столь широкое его применения обусловлено низкой ценой, универсальным форм-фактором, надёжностью, и хорошей устойчивостью к агрессивным факторам внешней среды. Но также следует отметить точность работы данного регулятора напряжения. Это позволило ему занять нишу в устройствах микроэлектроники.

Основное предназначение TL 431 стабилизировать опорное напряжение в цепи. При условии, когда напряжение на входе источника ниже номинального опорного напряжения, в программируемом модуле транзистор будет закрыт и проходящий между катодом и анодом ток не будет превышать 1 мА. В случае, когда выходное напряжение станет превышать запрограммированный уровень, транзистор будет открыт и электрический ток сможет свободно проходит от катода к аноду.

Схема включения TL 431

В зависимости от рабочего напряжения устройства схема подключения будет состоять из одноступенчатого преобразователя и расширителя (для устройств 2,48 В.) или модулятора небольшой ёмкости (для устройств 3.3 В). А также чтобы снизить риск короткого замыкания, в схему устанавливается предохранитель, как правило, за стабилитроном. На физическое подключение оказывает влияние форм-фактор устройства, в котором будет находиться схема TL 431, и условия окружающей среды (в основном температура).

Стабилизатор на основе TL 431

Простейшим стабилизатором на основе TL 431 является параметрический стабилизатор. Для этого в схему нужно включить два резистора R 1, R 2 через которые можно задавать выходное напряжение для TL 431 по формуле: U вых= Vref (1 + R 1/ R 2). Как видно из формулы здесь напряжение на выходе будет прямо пропорционально отношению R 1 к R 2. Интегральная схема будет держать напряжение на уровне 2,5 В. Для резистора R 1 выходное значение рассчитывается так: R 1= R 2 (U вых/ Vref – 1).

Эта схема стабилизатора, как правило, используется в блоках питания с фиксированным или регулируемым напряжением. Такие стабилизаторы напряжения на TL 431 можно обнаружить в принтерах, плоттерах, и промышленных блоках питания. Если необходимо высчитать напряжение для фиксированных источников питания, то используем формулу Vo = (1 + R 1/ R 2) Vref.

Временное реле

Прецизионные характеристики TL 431 позволяют использовать его не совсем по «прямому» назначению. Из-за того, что входной ток этого регулируемого стабилизатора составляет от 2 до 4 мкА, то используя данную микросхему можно собрать временное реле. Роль таймера в нём будет исполнять R1 который начнёт постепенно заряжаться после размыкания контактов S 1 C 1. Когда напряжение на выходе стабилизатора достигнет 2,5 В, транзистор DA1 будет открыт, через светодиоды оптопары PC 817 начёт проходить ток, а открытый фоторезистор замкнёт цепь.

Термостабильный стабилизатор на основе TL 431

Технические характеристики TL 431 позволяют создавать на его основе термостабильные стабилизаторы тока. В которых резистор R2 выполняет роль шунта обратной связи, на нём постоянно поддерживается значение 2,5 В. В результате значение тока на нагрузке будет рассчитываться по формуле Iн=2,5/R2.

Цоколёвка и проверка исправности TL 431

Форм-фактор TL 431 и его цоколёвка будет зависеть от производителя. Встречаются варианты в старых корпусах TO -92 и новых SOT-23. Не стоит забывать про отечественный аналог: КР142ЕН19А тоже широко распространённый на рынке. В большинстве случаев цоколёвка нанесена непосредственно на плату. Однако не все производители так поступают, и в некоторых случаях вам придётся искать информацию по пинам в техпаспорте того или иного устройства.

TL 431 является интегральной схемой и состоит из 10 транзисторов. Из-за этого проверить её мультиметром невозможно. Для проверки исправности микросхемы TL 431 нужно использовать тестовую схему. Конечно, часто нет смысла искать перегоревший элемент и проще заменить схему целиком.

Программы расчёта для TL 431

В интернете существует множество сайтов, где вы сможете скачать программы-калькуляторы для расчёта параметров напряжения и силы тока. В них можно указывать типы резисторов, конденсаторов, микросхем и прочих составных частей схемы. TL 431 калькуляторы также бывают онлайн, они по функционалу проигрывают устанавливаемым программам, но если вам нужно исключительно входные/выходные и максимальные значения схемы, то они справятся с этой задачей.

Известно, что яркость светодиода очень сильно зависит от протекающего через него тока. В то же время ток светодиода очень круто зависит от питающего напряжения. Отсюда возникают заметные пульсации яркости даже при незначительной нестабильности питания.

Но пульсации – это не страшно, гораздо хуже то, что малейшее повышение питающего напряжения может привести к настолько сильному увеличению тока через светодиоды, что они просто выгорят.

Чтобы этого не допустить, светодиоды (особенно мощные) обычно запитывают через специальные схемы – драйверы, которые по сути своей являются стабилизаторами тока. В этой статье будут рассмотрены схемы простых стабилизаторов тока для светодиодов (на транзисторах или распространенных микросхемах).

Стабилизаторы тока на транзисторах

Для стабилизации тока через светодиоды можно применить хорошо известные решения:

На рисунке 1 представлена схема, работа которой основана на т.н. эмиттерном повторителе. Транзистор, включенный таким образом, стремится поддерживать напряжение на эмиттере в точности таким же, как и на базе (разница будет только в падении напряжения на переходе база-эмиттер). Таким образом, зафиксировав напряжение базы с помощью стабилитрона, мы получаем фиксированное напряжение на R1.

Далее, используя закон Ома, получаем ток эмиттера: I_э = U_э/R1. Ток эмиттера практически совпадает с током коллектора, а значит и с током через светодиоды.

Обычные диоды имеют очень слабую зависимость прямого напряжения от тока, поэтому возможно их применение вместо труднодоступных низковольтных стабилитронов. Вот два варианта схем для транзисторов разной проводимости, в которых стабилитроны заменены двумя обычными диодами VD1, VD2:

Ток через светодиоды задается подбором резистора R2. Резистор R1 выбирают таким образом, чтобы выйти на линейный участок ВАХ диодов (с учетом тока базы транзистора). Напряжение питания всей схемы должно быть не меньше, чем суммарное напряжение всех светодиодов плюс около 2-2.5 вольт сверху для устойчивой работы транзистора.

Например, если нужно получить ток 30 мА через 3 последовательно включенных светодиодов с прямым напряжением 3.1 В, то схему следует запитать напряжением не ниже 12 Вольт. При этом сопротивление резистора должно быть около 20 Ом, мощность рассеивания – 18 мВт. Транзистор следует подобрать с максимальным напряжением Uкэ не ниже напряжения питания, например, распространенный S9014 (n-p-n).

Сопротивление R1 будет зависеть от коэфф. усиления транзистора h_fe и ВАХ диодов. Для S9014 и диодов 1N4148 достаточно будет 10 кОм.

Применим описанный стабилизатор для совершенствования одного из светодиодных светильников, описанного в этой статье. Улучшенная схема будет выглядеть так:

Данная доработка позволяет значительно снизить пульсации тока и, следовательно, яркости светодиодов. Но главный плюс схемы заключается в нормализации режима работы светодиодов и защита их от бросков напряжения во время включения. Это приводит к существенному продлению срока службы светодиодной лампы.

Из осциллограмм видно, что добавив в схему стабилизатор тока для светодиода на транзисторе и стабилитроне, мы тут же уменьшили амплитуду пульсаций в несколько раз:

При указанных на схеме номиналах, на транзисторе рассеивается мощность чуть больше 0.5 Вт, что позволяет обойтись без радиатора. Если емкость балластного конденсатора увеличить до 1.2 мкФ, то на транзисторе будет падать

23 Вольт, а мощность составит около 1 Вт. В этом случае без радиатора не обойтись, но зато пульсации понизятся чуть ли не до нуля.

Вместо указанного на схеме транзистора 2CS4544, можно взять 2SC2482 или аналогичный с током коллектора больше 100 мА и допустимым напряжением U_кэ не менее 300 В (подойдут, например, старые советские КТ940, КТ969).

Желаемый ток, как обычно, задается резистором R*. Стабилитрон рассчитан на напряжение 5.1 В и мощность 0.5 Вт. В качестве светодиодов применены распространенные smd-светодиоды из китайской лампочки (а еще лучше взять готовую лампу и добавить в нее недостающие компоненты).

Теперь рассмотрим схему, представленную на рисунке 2. Вот она отдельно:

Токовым датчиком здесь является резистор, сопротивление которого рассчитывается по формуле 0.6/I_нагр. При увеличении тока через светодиоды, транзистор VT2 начинает открываться сильнее, что приводит к более сильному запиранию транзистора VT1. Ток уменьшается. Таким образом происходит стабилизация выходного тока.

Достоинства схемы – ее простота. К недостатку можно записать довольно большое падение напряжения (а следовательно и мощности) на транзисторе VT1. Это не критично при небольших токах (десятки и сотни миллиампер), однако дальнейшее увеличение тока через светодиоды потребует установки этого транзистора на радиатор.

Также, вместо биполярного транзистора, можно применить p-канальный MOSFET. Схема, приведенная ниже, представляет собой мощный светильник на двух 10-ваттных светодиодах и 40-ваттном IRF9510 в корпусе ТО-220 (см. характеристики):

Ток через светодиоды задается подбором резистора R1. VT1 – любой маломощный. Светодиоды – Cree XM-L T6 10W (см. спецификацию) или аналогичные.

Транзистор VT2 и светодиоды необходимо разместить на общем радиаторе, площадью не менее 900 см 2 (это если без принудительного охлаждения). Использование термопасты обязательно. Ребра радиатора должен быть толстым и массивным, чтобы максимально быстро отводить тепло. Оцинкованные профили для гипсокартона, консервные банки из-под селедки и крышки от кастрюль категорически не подходят.

Если такая мощность не нужна, можно сократить количество светодиодов до одного. Но при этом придется понизить напряжение питания на 3-3.5 вольта. Иначе потребляемая мощность останется прежней, транзистор будет греться в два раза сильнее, а светить будет в два раза хуже.

Для снижения мощности правильнее было бы оставить оба светодиода, но уменьшить ток, например, до 2А – тогда мощность упадет с 20 до 12 Вт, а срок жизни светодиодов многократно возрастет. И площадь радиатора можно будет уменьшить до 600 см 2 .

Вместо IRF9510 можно взять, например, IRF9Z34N (19А, 55В) или NDP6020P (24А, 20В). Смотрите сами, какие есть в вашем распоряжении. Если совсем ничего нет, самое время закупиться по дешевке:

Способы организации обратной связи в источниках на базе микросхем POWER INTEGRATIONS

При проектировании импульсного источника питания, обязательной стадией проектирования является проектирование цепи обратной связи. Эта цепь будет во многом определять многие ключевые характеристики источника. Вот тогда то и возникает вопрос, какой вариант обратной связи использовать? Ситуация с проектированием обратной связи для источников питания на базе микросхем Power Integrations более простая. Для таких источников рекомендованы 4 типа цепей обратной связи, которые отличаются по сложности, цене и соответственно по выходным характеристикам источника.

Это такие схемы (по возрастающей выходных характеристик):
— Базовая цепь.
— Базовая-улучшенная цепь.
— Цепь с оптопарой/диодом Зенера.
— Цепь с оптопарой/TL431.

Производитель рекомендует использовать эти схемы в следующих случаях:
— Базовая/ базовая-улучшенная — для дешевизны схемы источника (при невысокой выходной мощности).
— Цепь с оптопарой/диодом Зенера — для варианта дешевой схемы и хороших выходных характеристик.
— Цепь с оптопарой/TL431 — для получения самых хороших выходных характеристик.

Изображения данных видов цепей обратной связи(для увеличения — кликните на рисунке):

1) Базовая цепь.

2) Базовая-улучшенная цепь.

3) Цепь с оптопарой/диодом Зенера.

4) Цепь с оптопарой/TL431.

Технические характеристики вариантов схем обратной связи для удобства сведены в таблицу. Основываясь на данных вашего технического задания вы можете выбрать вариант подходящий именно вам.

Таблица 1.

* — Изменение нагрузки в пределах 10% — 100%.

Основываясь на таблице 1 вы можете выбрать необходимое вам напряжение смещения Vb.

Кроме этого основываясь на данных таблицы 3 — вы можете выбрать подходящую вам оптопару.

В статье использовались материалы компании Power Integrations.

Перевел и дополнил инженер службы технической поддержки Макро-Групп Санкт-Петербург

Автор: Бандура Геннадий

Компания «Макро Групп»

Аналоги для tl431 — Аналоги

краткое описание, назначение, технические характеристики

Микросхема TL431 datasheet создана в конце 70-х годов, однако и по сегодняшний день она широко применяется в радиолюбительской деятельности и в промышленности. Эта микросхема представляет собой интегральный регулируемый стабилизатор, который нашел широкое применение в различных блоках питания.

Описание работы

TL431 datasheet имеет всего три вывода, однако в ее корпусе спрятано десять транзисторов (компаратор). Функции этого устройства и обычного стабилизатора похожи. Однако, благодаря подобному усложнению, микросхема имеет более высокий уровень термостабильности, а также повышенную крутизну характеристики. Главной особенностью такого прибора является способность при помощи внешнего делителя изменять напряжение стабилизации в пределах 2,5-30 В. У некоторых моделей нижний порог может составлять 1,25 В. Схема компаратора, интегрированного в изделие datasheet TL431, состоит из следующих компонентов:

• встроенный источник (весьма стабильный) опорного напряжения 2,5 В, который подключается к инверсному входу компаратора;
• один вход прямого уровня;
• на выходе компаратора транзистор, эмиттер и коллектор которого объединены с контактами питания;
• диод для защиты от переполюсовки.

Транзистор имеет максимальный ток нагрузки 100 мА, а максимальное напряжение — 36 В. Для того чтобы сработал встроенный компаратор (соответственно, открылся транзистор на выходе микросхемы), необходимо на его вход подать напряжение выше опорного. На входе микросхемы включен делитель напряжения, состоящий из двух резисторов, он делит величину напряжения пополам. Это значит, что компаратор откроется при поступлении на вход схемы 5 В, на выходе делителя же получаем 2,5 В. Если увеличивать сопротивление резистора, то необходимо также увеличивать и напряжение питания. Получается, что данная микросхема может работать в качестве стабилитрона в пределах 2,5-36 В.

Назначение и сфера применения

Не существует ни одного компьютерного блока питания, в котором бы не было микросхемы TL431 datasheet. Также ее можно встретить практически во всех импульсных маломощных источниках питания, например, в зарядках для мобильных телефонов. Эти микросхемы можно использовать не только по прямому назначению (стабилитрон для блоков питания), но и создавать на их базе различные световые индикаторы и звуковые сигнализаторы. С помощью таких приборов отслеживают множество различных параметров (но основным все-таки является напряжение). Существует множество схем на базе TL431 datasheet, благодаря которым можно собрать устройства, контролирующие уровень жидкости в емкости, влажность и температуру, давление газа или жидкости, освещенность. Перечисленные варианты — не единственно возможные, применение данной микросхемы на самом деле весьма широко, все зависит от желания конструктора.

Очень часто начинающие радиолюбители интересуются, чем можно заменить TL431. Аналог, конечно, существует. Так, можно использовать импортные изделия КА431 и отечественные устройства КР142ЕН19А, К1156ЕР5х.

Подведем итоги

Интегральная микросхема компании «TEXAS INSTRUMENTS» весьма надежна, имеет широкий рабочий диапазон, проста в эксплуатации, а самое главное, имеет доступную цену. Благодаря своим характеристикам, она выпускается более сорока лет и до сих пор остается востребованной.

TL431

TL431 — интегральная схема (ИС) трёхвыводного регулируемого параллельного стабилизатора напряжения с улучшенной температурной стабильностью. С внешним делителем TL431 способна стабилизировать напряжения от 2,5 до 36 В при токах до 100 мА. Типичное отклонение фактической величины опорного напряжения от паспортного значения измеряется единицами мВ, предельно допустимое отклонение составляет несколько десятков мВ. Микросхема хорошо подходит для управления мощными транзисторами; её применение в связке с низковольтными МДП-транзисторами позволяет создавать экономичные линейные стабилизаторы с особо низким падением напряжения. В схемотехнике импульсных преобразователей напряжения TL431 — фактический отраслевой стандарт усилителя ошибки стабилизаторов с оптронной развязкой входных и выходных цепей.

TL431 впервые появилась в каталогах Texas Instruments в 1977 году. В XXI веке TL431 и её функциональные аналоги выпускаются множеством производителей в различных вариантах (TL432, ATL431, KA431, LM431, TS431, 142ЕН19 и другие), различающихся топологиями кристаллов, точностными и частотными характеристиками, минимальными рабочими токами и областями безопасной работы.

Устройство и принцип действия

TL431 — трёхвыводной пороговый элемент, построенный на биполярных транзисторах, — своего рода аналог идеального транзистора с порогом переключения ≈2,5 В. «База», «коллектор» и «эмиттер» TL431 традиционно именуются соответственно управляющим входом (R), катодом (C) и анодом (A). Положительное управляющее напряжение Uref прикладывается между управляющим входом и анодом, а выходным сигналом служит ток катод-анод IKA.

Функционально, на уровне абстракции, TL431 содержит источник опорного напряжения ≈2,5 В и операционный усилитель, сравнивающий Uref с опорным напряжением на виртуальном внутреннем узле. Физически обе функции плотно, неразрывно интегрированы во входных каскадах TL431. Виртуальный опорный уровень ≈2,5 В не вырабатывается ни в одной точке схемы: действительным источником опорного напряжения служит бандгап Видлара на транзисторах Т3, Т4 и Т5, вырабатывающий напряжение ≈1,2 В и оптимизированный для работы в связке с эмиттерными повторителями Т1 и T6. Дифференциальный усилитель образуют два встречно включённых источника тока на транзисторах T8 и T9: положительная разница между токами коллекторов T8 и T9, ответвляющаяся в базу T10, управляет выходным каскадом. Выходной каскад TL431, непосредственно управляющий током нагрузки, — транзистор Дарлингтона npn-структуры с открытым коллектором, защищённый обратным диодом. Каких-либо средств защиты от перегрева или перегрузки по току не предусмотрено.

Если Uref не превышает порога переключения, то выходной каскад закрыт, а управляющие им каскады потребляют в покое ток типичной величиной 100…200 мкА. С приближением Uref к порогу переключения ток, потребляемый управляющими каскадами, достигает величины порядка 300…500 мкА, при этом выходной каскад остаётся закрытым. После превышения порога выходной каскад плавно открывается, IKA нарастает с крутизной примерно 30 мА/В. Когда Uref превысит порог примерно на 3 мВ, а IKA достигнет примерно 500…600 мкА, крутизна скачкообразно возрастает до примерно 1 А/В. С достижением номинальной крутизны, типичное значение которой составляет 1…1,4 А/В, схема выходит на режим стабилизации, в котором ведёт себя подобно классическому преобразователю дифференциального напряжения в ток. Рост тока прекращается тогда, когда управляющее напряжение стабилизируется действием петли отрицательной обратной связи, включённой между катодом и управляющим входом. Установившееся при этом значение Uref≈2,5 В и называется опорным (UREF). В менее распространённом релейном режиме (режиме компаратора) петля ООС отсутствует, а рост тока ограничен лишь характеристиками источника питания и нагрузки.

Стабилизаторы на TL431 проектируются таким образом, чтобы микросхема всегда работала в активном режиме с высокой крутизной; для этого IKA не должен опускаться ниже 1 мА. С точки зрения устойчивости петли управления может оказаться целесообразным увеличить минимальный ток ещё больше, до 5 мА, но на практике это противоречит требованиям к экономичности стабилизатора. Втекающий ток управляющего входа Iref во всех режимах примерно постоянен, его типичная величина составляет 2 мкА. Производитель рекомендует проектировать входную цепь TL431 таким образом, чтобы гарантировать Iref не менее 4 мкА; эксплуатация микросхемы с «висящим» управляющим входом не допускается. Обрыв или замыкание на землю любого из выводов, а также короткое замыкание любых двух выводов не способны разрушить TL431, но делают устройство в целом неработоспособным.

Точностные характеристики

Паспортная величина опорного напряжения UREF=2,495 В определяется и тестируется заводом-изготовителем при токе катода 10 мА, замыкании управляющего входа на катод и температуре окружающей среды +25 °C. Порог переключения (точка В на передаточной характеристике) и порог перехода в режим высокой крутизны (точка С) не нормируются. Фактическое опорное напряжение, которое устанавливает конкретный экземпляр TL431 в конкретной схеме, может быть и больше, и меньше паспортного, в зависимости от четырёх факторов:

• Технологический разброс. Допустимый разброс UREF при нормальных условиях составляет для различных серий TL431 не более ±0,5 %, не более ±1 % или не более ±2 %;
• Температурный дрейф. Зависимость опорного напряжения бандгапа от температуры имеет форму плавного горба. Если характеристики конкретной микросхемы точно соответствуют конструкторскому расчёту, то вершина горба наблюдается при температуре около +25°С, а UREF при нормальных условиях точно равно 2,495 В; выше и ниже отметки +25°С UREF плавно снижается на несколько мВ. Для микросхем с заметным отклонением характеристик от расчётных горб сдвигается в области высоких или низких температур, а сама зависимость может принимать монотонно спадающий или монотонно возрастающий характер. Отклонение фактического UREF от паспортных 2,495 В во всех случаях не превышает нескольких десятков мВ;
• Влияние напряжения анод-катод (UKA). С ростом UKA опорное напряжение TL431, необходимое для поддержания фиксированного тока катода, снижается с типичной скоростью в 1,4 мВ/В (но не более 2,7 мВ/В). Величина, обратная этому показателю, — примерно 300…1000 (50…60 дБ) — есть верхний предел коэффициента усиления напряжения в области низких частот;
• Влияние тока катода. С ростом тока катода, при прочих равных условиях, UREF возрастает со скоростью примерно 0,5…1 мВ/мА, что соответствует крутизне преобразования в 1…2 А/В.

Частотные характеристики

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) TL431, скомпенсированная встроенной миллеровской ёмкостью выходного каскада, в первом приближении описывается уравнением фильтра нижних частот первого порядка; простейшая частотно-зависимая модель схемы состоит из идеального преобразователя напряжения в ток, выход которого зашунтирован ёмкостью в 70 нФ. При работе на типичную резистивную нагрузку сопротивлением 230 Ом спад АЧХ стандартной TL431 начинается на отметке 10 кГц, а расчётная частота единичного усиления, не зависящая от сопротивления нагрузки, составляет около 2 МГц. Из-за явлений второго порядка АЧХ в области высших частот спадает быстрее, чем предсказывает модель, поэтому реальная частота единичного усиления составляет всего 1 МГц; на практике это различие не имеет значения.

Скорости нарастания и спада IKA, UKA и время установления UREF не нормируются. По данным Texas Instruments, при включении питания UKA быстро возрастает до ≈2 В и, временно, примерно на 1 мкс, останавливается на этом уровне. Затем в течение примерно 0,5…1 мкс происходит заряд встроенной ёмкости, и на катоде устанавливается постоянное стабилизированное UKA.

Шунтирование анода и катода TL431 ёмкостью может приводить к самовозбуждению. При малых (не более 1 нФ) и при больших (свыше 10 мкФ) ёмкостях TL431 устойчива; в области 1 нФ…10 мкФ самовозбуждение вероятно. Ширина области неустойчивости зависит от сочетания IKA и UKA. Наихудшим с точки зрения устойчивости является сочетание малых токов и малых напряжений; напротив, при больших токах и напряжениях, когда рассеиваемая микросхемой мощность приближается к предельной величине, TL431 становится абсолютно устойчивой. Однако даже стабилизатор относительно высокого напряжения может самовозбуждаться при включении, когда напряжение на катоде ещё не поднялось до штатного уровня.

Публикуемые в технической документации графики граничных условий устойчивости являются, по признанию самой Texas Instruments, неоправданно оптимистичными. Они описывают «типичную» микросхему при нулевом запасе по фазе, тогда как на практике следует ориентироваться на запас по фазе не менее 30°. Для подавления самовозбуждения обычно достаточно включить между анодом TL431 и ёмкостью нагрузки «антизвонное» сопротивление в 1…1000 Ом; его минимальная величина определяется сочетанием ёмкости нагрузки, IKA и UKA.

Применение

Линейные стабилизаторы напряжения

В простейшей схеме параллельного стабилизатора напряжения управляющий вход TL431 замыкается на катод, что превращает микросхему в функциональный аналог стабилитрона с фиксированным опорным напряжением ≈2,5 В. Типичное внутреннее сопротивление такого «стабилитрона» на частотах до 100 кГц составляет примерно 0,2 Ом; в диапазоне частот 100 кГц…10 МГц оно монотонно возрастает до примерно 10 Ом. Для стабилизации больших напряжений управляющий вход TL431 подключается к резистивному делителю R2R1, включённому между катодом и анодом. Стабилизируемое напряжение анод-катод и внутреннее сопротивление такого «стабилитрона» возрастают в ( 1 + R 2 / R 1 ) {displaystyle (1+R2/R1)} раз. Предельно допустимое напряжение стабилизации не должно превышать +36 В, предельно допустимое напряжение на катоде ограничено +37 В. Изначально именно это включение TL431 было основным: микросхема позиционировалась на рынке как экономичная альтернатива дорогим прецизионным стабилитронам.

Дополнение схемы параллельного стабилизатора эмиттерным повторителем, включённым в петлю обратной связи, превращает её в последовательный стабилизатор. Обычные или составные транзисторы npn-структуры, используемые в качестве проходных вентилей, работоспособны лишь при достаточно высоком падении напряжения между входом и выходом, что снижает коэффициент полезного действия стабилизатора. Проходные транзисторы pnp-структуры в режиме насыщения работоспособны при напряжениях коллектор-эмиттер до ≈0,25 В, но при этом требуют высоких управляющих токов, что вынуждает использовать составные транзисторы с минимальным падением напряжения 1 В и выше. Наименьшее падение напряжения достигается при использовании мощных МДП-транзисторов. Стабилизаторы с истоковыми повторителями схемотехнически просты, устойчивы, экономичны, но требуют дополнительного источника питания затворов МДП-транзисторов (ΔU на иллюстрации).

Импульсные стабилизаторы напряжения

TL431, нагруженная на светодиод оптрона, — фактический отраслевой стандарт усилителя ошибки в бытовых импульсных преобразователях напряжения. Делитель напряжения R1R2, задающий напряжение на управляющем входе TL431, и катод светодиода подключаются к выходу преобразователя, а фототранзистор оптрона — к управляющему входу ШИМ-контроллера его первичной цепи. Для того, чтобы минимальный ток катода TL431 не опускался ниже 1 мА, светодиод оптрона шунтируют резистором R3 величиной порядка 1 кОм. Например, в типичном импульсном блоке питания ноутбука, по данным 2012 года, средний IKA равен 1,5 мА, из которых 0,5 мА протекают через светодиод, а 1 мА — через шунт.

Проектирование эффективных, но устойчивых цепей частотной компенсации таких стабилизаторов — непростая задача. В простейшей конфигурации компенсация возлагается на интегрирующую цепь C1R4. Помимо этой цепи, выходного сглаживающего фильтра преобразователя и самой микросхемы, в схеме неявно присутствует ещё одно частотнозависимое звено, с частотой среза порядка 10 кГц — выходная ёмкость фототранзистора в связке с сопротивлением его коллекторной нагрузки. При этом через микросхему одновременно замыкаются две петли обратной связи: основная, медленная петля замыкается через делитель на управляющий вход TL431; побочная, быстрая (англ. fast lane) замыкается через светодиод на катод TL431. Быструю петлю можно разорвать, например, зафиксировав напряжение на катоде светодиода стабилитроном или подключив катод светодиода к отдельному фильтру.

Компараторы напряжения

Простейшая схема компаратора на TL431 требует единственного резистора, ограничивающего предельный ток катода на рекомендованном уровне 5 мА. Меньшие значения возможны, но нежелательны из-за затягивания времени переключения из открытого (логический ноль) в закрытое (логическая единица) состояние. Время переключения из закрытого в открытое состояние зависит от величины превышения Uref над порогом переключения: чем больше превышение, тем быстрее срабатывает компаратор. Оптимальная скорость переключения достигается при десятипроцентном превышении, при этом выходное сопротивление источника сигнала не должно превышать 10 кОм. В полностью открытом состоянии UKA опускается до 2 В, что согласуется с уровнями ТТЛ и КМОП при напряжениях питания 5 В и выше. Для согласования TL431 с низковольтной КМОП-логикой необходимо использовать внешний делитель напряжения или заменить TL431 на микросхему-аналог с меньшим порогом переключения, например TLV431.

Компараторы и логические инверторы на TL431 легко стыкуются между собой по принципам релейной логики. Например, в приведённой схеме монитора напряжения выходной каскад открывается, а выходной сигнал принимает значение логического нуля тогда, и только тогда, когда входное напряжение UBX укладывается в интервал

U R E F ( 1 + R 3 / R 4 )

Схема работоспособна, если условие R 1 / R 2 > R 3 / R 4 {displaystyle R1/R2>R3/R4} выполняется с достаточным запасом.

Недокументированные режимы

В радиолюбительской прессе неоднократно публиковались конструкции усилителей напряжения низкой частоты на TL431 — как правило, неудачные. Стремясь подавить нелинейность микросхемы, конструкторы увеличивали глубину обратной связи и тем самым снижали коэффициент усиления до нецелесообразно низких значений. Стабилизация режима работы усилителей на TL431 также оказалась непростой задачей.

Склонность TL431 к самовозбуждению можно использовать для построения генератора, управляемого напряжением на частоты от нескольких кГц до 1,5 МГц. Частотный диапазон такого генератора и характер зависимости частоты от управляющего напряжения сильно зависят от используемой серии TL431: одноимённые микросхемы разных производителей в этом недокументированном режиме не взаимозаменяемы. Пара TL431 может быть использована и в схеме астабильного мультивибратора на частоты от долей Гц до примерно 50 кГц. В этой схеме TL431 также работают в недокументированном режиме: токи заряда времязадающих ёмкостей протекают через диоды, защищающие управляющие входы (T2 на принципиальной схеме).

Нестандартные варианты и функциональные аналоги

Микросхемы различных производителей, выпускаемые под именем TL431 или под близкими к нему именами (KA431, TS431 и т. п.), могут существенно отличаться от оригинальной TL431 производства Texas Instruments. Иногда различия вскрываются лишь опытным путём, при испытаниях ИС в недокументированных режимах; иногда они явно декларируются в документации производителей. Так, TL431 производства Vishay отличается аномально высоким, порядка 75 дБ, коэффициентом усиления напряжения на низких частотах. Спад коэффициента усиления этой ИС начинается на отметке 100 Гц. В диапазоне частот свыше 10 кГц частотная характеристика TL431 Vishay приближается к стандарту; частота единичного усиления, около 1 МГц, совпадает со стандартной. Микросхема ШИМ-контроллера SG6105 содержит два независимых стабилизатора, заявленные как точные аналоги TL431, но их предельно допустимые IKA и UKA составляют лишь 16 В и 30 мА; точностные характеристики этих стабилизаторов заводом-изготовителем не тестируются.

Микросхема TL430 — исторический функциональный аналог TL431 с опорным напряжением 2,75 В и предельно допустимым током катода 150 мА, выпускавшийся Texas Instruments только в корпусе для монтажа в отверстия. Встроенный бандгап TL430, в отличие от одновременно выпущенной TL431, не был скомпенсирован по температуре и был менее точен; в выходном каскаде TL430 не было защитного диода. Выпускаемая в XXI веке микросхема TL432 представляет собой обычные кристаллы TL431, упакованные в корпуса для поверхностного монтажа с нестандартной цоколёвкой.

В 2015 году Texas Instruments анонсировала выпуск ATL431 — функционального аналога TL431, оптимизированного для работы в экономичных импульсных стабилизаторах. Рекомендованный минимальный ток катода ATL431 составляет всего 35 мкА против 1 мА у стандартной TL431 при тех же предельных значениях тока катода (100 мА) и напряжения анод-катод (36 В). Частота единичного усиления сдвинута вниз, до 250 кГц, чтобы подавить усиление высокочастотных помех. Совершенно иной вид имеют и графики граничных условий устойчивости: при малых токах и напряжении анод-катод 15 В схема абсолютно устойчива при любых значениях ёмкости нагрузки — при условии использования высококачественных малоиндуктивных конденсаторов. Минимальное рекомендованное сопротивление «антизвонного» резистора — 250 Ом против 1 Ом у стандартной TL431.

Помимо микросхем семейства TL431, по состоянию на 2015 год широко применялись всего лишь две интегральные схемы параллельных стабилизаторов, имеющие принципиально иную схемотехнику, опорные уровни и предельные эксплуатационные характеристики:

• Биполярная ИС LMV431 производства Texas Instruments имеет опорное напряжение 1,24 В и способна стабилизировать напряжения до 30 В при токе катода от 80 мкА до 30 мА;
• Низковольтная КМОП-микросхема NCP100 производства On Semiconductor имеет опорное напряжение 0,7 В и способна стабилизировать напряжения до 6 В при токе катода от 100 мкА до 20 мА.

Схемотехника устройств на LMV431 и NCP100 аналогична схемотехнике устройств на TL431.

Интегральные источники опорного напряжения Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Интегральные источники

опорного напряжения

Михаил ПУШКАРЕВ

[email protected]

Первыми полупроводниковыми источниками опорного напряжения (ИОН) были стабилитроны, для которых характерны большой разброс напряжения стабилизации от образца к образцу, значительный температурный дрейф, довольно большое динамическое сопротивление, особенно при малых токах стабилизации. Даже прецизионные стабилитроны, предназначенные для применения в измерительной технике, не лишены многих из этих недостатков и обеспечивают заявленные характеристики только при поддержании стабильного тока через стабилитрон, в большинстве случаев довольно значительного — до 10 мА.

С появлением интегральных ИОН ситуация коренным образом изменилась. Особо следует отметить, что отличные характеристики обеспечиваются при низких значениях выходного напряжения, что дает интегральным ИОН абсолютное преимущество в современной аппаратуре, имеющей, как правило, низкие напряжения питания. По схемотехническому построению распространенные ИОН делятся на три группы: на стабилитронах, на ширине запрещенной зоны и на XFET-ячейке. Подробнее о вариантах исполнения ИОН можно узнать из специальной литературы [1, 2].

По способу включения в схему ИОН делятся на две группы: параллельные и последовательные.

Параллельные ИОН

Схема включения двухвыводного параллельного ИОН аналогична схеме включения стабилитрона. Наряду с двухвыводными имеется ряд микросхем так называемых «регулируемых стабилитронов», в том числе и популярнейшая разработка Texas Instruments — TL431. Наличие вывода регулировки позволяет с помощью двух резисторов получить ИОН с произвольным напряжением стабилизации в диапазоне напряжений от опорного до максимально допустимого рабочего напряжения микросхемы. В некоторых трехвыводных параллельных ИОН, таких как ADR512, LT1009, третий вывод предназначен для подстройки выходного напряжения в пределах от долей процента до единиц процентов.

Опорное напряжение в микросхеме TL431 и ее многочисленных версиях измеряется между выводом Ref и анодом, а в микросхемах AMS3100, LM185(285, 385), LM4041, LM4051 — между выводом Ref и катодом.

Рис. 1

Структурные схемы этих двух вариантов «регулируемых стабилитронов» показаны на рис. 1, 2 соответственно. Такое разнообразие дает разработчику дополнительные возможности при использовании трехвыводных ИОН в качестве элемента обратной связи.

Микросхема TL431 чаще всего используется в качестве элемента обратной связи, управляющего светодиодом оптрона в импульсных источниках питания, но ее использование затруднительно уже в источнике питания с выходным напряжением 5 В и менее. Это затруднение можно преодолеть с помощью микросхем LT1431 (Linear Technology), MIC4043 (Micrel), TS4431, TS4436 (STMicroelectronics), имеющих выход с открытым коллектором, и микросхемы NCP100 (ONSemiconductor) с минимальным напряжением стабилизации всего 0,9 В.

Параллельные ИОН перечислены в таблице 1, а их характеристики приведены в таблице 3.

Последовательные ИОН

В таблице 2 перечислены микросхемы последовательных ИОН, а в таблице 4 приведены их характеристики.

Последовательные ИОН включаются аналогично последовательным стабилизаторам напряжения. Существенным отличием для большинства микросхем последовательных ИОН является работоспособность не только при вытекающем, но и при втекающем токе нагрузки, что очень важно при совместной работе с ЦАП на переключаемых конденсаторах и в некоторых других приложениях.

Последовательные ИОН существенно экономичнее параллельных при большой разнице между напряжением питания и выходным напряжением, что дает преимущества при их использовании в аппаратуре с батарейным питанием. Дополнительные возможности по снижению энергопотребления дает наличие в ИОН (ADR318, ЦГ1461) вывода отключения.

Таблица 1. Параллельные ИОН

Выходное напряжение, В Обозначение Производитель

G,6 TS4436 STMicroelectronics

G,9-6 NCP1GG ON Semiconductor

1 ADR51G Analog Devices

1,2 ADR512 Analog Devices

AMS5G1G Advanted Monolitic Systems

1,22 LM113, LM313 National Semiconductor

MAX8G69 Maxim

1,22G5 MAX6138_12 Maxim

1,224 TS4431 STMicroelectronics

AD158G Analog Devices

AMS4G41 Advanted Monolitic Systems

LT1G34-1.2 Linear Technology

1,225 LM4G41-1.2 Maxim, Micrel, National Semiconductor

LM4G41_12 Texas Instruments

LM4G51-1.2 Maxim, National Semiconductor

TS821, TS824-1.2, TS4G41 STMicroelectronics

LM4G41 Texas Instruments

1,225-1G LM4G41-ADJ Micrel, National Semiconductor

LM4G51-ADJ National Semiconductor

1,23 ИС121 Сапфир

AD589 Analog Devices

AMS124, AMS285-1.2, AMS385-1.2, AMS1GG4-1.2, AMS31GG-1.2, AMS9491 Advanted Monolitic Systems

LM185-1.2 National Semiconductor

1,235 LM285-1.2, LM385-1.2 National Semiconductor, ON Semiconductor, Texas Instruments

LT1GG4-1.2 Linear Technology

REF1GG4-1.2 Texas Instruments

SPX385-1.2, SPX1GG4-1.2 Sipex

1,24 AMS285, AMS385 Advanted Monolitic Systems

SPX4G41 Sipex

1,24-5,3 LM185, LM285, LM385 National Semiconductor

1,24-6 TLV431 Texas Instruments

TS431 STMicroelectronics

1,24-1G TS432 STMicroelectronics

ZR431L, ZTLV431 Zetex

1,24-15 ZNT2431 Zetex

1,24-16 TLV431 ON Semiconductor

1,24-18 TLVh531, TLVh532 Texas Instruments

SC431 Semtech

1,24-2G SPX432 Sipex

К1156ЕР1 СИТ

1,24-24 TS3431 STMicroelectronics

1,24-3G LMV431 National Semiconductor

1,245 MIC4G43 Micrel

AMSG4 Advanted Monolitic Systems

LT1389-1. Кристалл

1,25-5,3 AMS31GG Advanted Monolitic Systems

1,2875 ADR15GG Analog Devices

ADR52G, ADR5G4G Analog Devices

2,G48 LM4G4G-2.1, LM4G5G-2.1, MAX6GG7, MAX6138_21 Maxim

LM4G4G_2G Texas Instruments

LM4G5G-2.G National Semiconductor

LM136-2.5 National Semiconductor

2,49 LM236-2.5 National Semiconductor, Texas Instruments

LM236, LM336 STMicroelectronics

LM336-2.5 Texas Instruments

Выходное напряжение, В Обозначение Производитель

LM431 National Semiconductor

2,495-36 TL431 Calogic, Philips, STMicroelectronics, Texas Instruments

TL1431 STMicroelectronics

К1156ЕР5 СИТ

ADR525, ADR5G41 Analog Devices

AMSG5, AMS236, AMS336, AMS255, AMS1GG4-2.5, AMS1GG9, AMS31GG-2.5, AMS31GGA-2.5 Advanted Monolitic Systems

AS285-2.5, AS385-2.5 Альфа

LM185-2.5 National Semiconductor

LM285-2.5, LM385-2.5 National Semiconductor, ON Semiconductor, Texas Instruments

LT1GG4-2.5 Linear Technology, Texas Instruments

LT1GG9, LT1G34, LT1389-2.5, LT1634-2.5 Linear Technology

2,5 LM4G4G_25, REF1GG4-2.5 Texas Instruments

LM4G4G-2.5 Maxim, Micrel

LM4G5G-2.5 Maxim, National Semiconductor

LM4431 National Semiconductor

MAX6GG8, MAX6138_25 Maxim

NCV1GG9 ON Semiconductor

SPX385-2. Кристалл

2,5-18 SPX431LJ Sipex

2,5-2G SPX431L, SPX2431 Sipex

ZNT431, ZR431, ZTL431 Zetex

2,5-24 TS2431 STMicroelectronics

CL1431 Calogic

LT1431 Linear Technology

2,5-36 SPX431, SPX1431 Sipex

TL431 ON Semiconductor

TL1431 Texas Instruments

MIK431 Микрон

2,75-3G TL43G Texas Instruments

ADR53G, ADR5G43 Analog Devices

3 LM4G4G_3G Texas Instruments

LM4G4G-3.G, LM4G5G-3.G, MAX6GG9, MAX6138_3G Maxim

3,3 LM4G4G-3.3, LM4G5G-3.3 Maxim

ADR54G, ADR5G44 Analog Devices

LT1389-4.G96, LT1634-4.G96 Linear Technology

4,G96 LM4G4G_41 Texas Instruments

LM4G4G-4.1 Maxim, Micrel

LM4G5G-4.1 Maxim, National Semiconductor

MAX6138_41 Maxim

ADR55G, ADR5G45 Analog Devices

LM136-5, LM236-5, LM336-5 National Semiconductor

LT1G29, LT1389-5, LT1634-5 Linear Technology

5 LM4G4G_5G Texas Instruments

LM4G4G-5.5G1 Сапфир

6,9 LM329 National Semiconductor

6,95 LM199, LM299 National Semiconductor

LM399 Linear Technology, National Semiconductor

7 LTZ1GGGCH Linear Technology

8,192 LM4G4G_82 Texas Instruments

LM4G5G-8.2 National Semiconductor

1G LM4G4G_1G Texas Instruments

LM4G5G-1G National Semiconductor

Как и стабилизаторы напряжения, большинство последовательных ИОН с малым падением напряжения на регулирующем элементе, так называемые LDO, чувствительны к выбору выходного конденсатора.

Некоторые ИОН подключением соответствующих резисторов к выводу регулировки позволяют изменять выходное напряжение от опорного напряжения (LM4121-ADJ, МАХ6160) почти до напряжения питания. Выходное напряжение ИОН Х60250, DS4303, DS4305 сигналами на выводах программирования ус-

танавливается от нуля и почти до напряжения источника питания. Часть прецизионных ИОН (ІТ1236, МАХ6143, ИЕР02) имеет вывод подстройки для подключения потенциометра, который обеспечивает изменение выходного напряжения в небольших пределах.

Последовательные ИОН АБИ121, ЬТ1019, ИЕР02 и некоторые другие имеют встроенный датчик температуры, сигнал с которого может использоваться для коррекции температурного дрейфа выходного напряжения.

Выходное напряжение (напряжение стабилизации) Подавляющее большинство ИОН имеет выходное напряжение из ряда 1,2-1,25; 2,048; 2,5; 3; 3,3; 4,096; 5 В. Нижняя граница этого ряда близка к ширине запрещенной зоны кремния, другие значения получены соответствующим усилением.

Исключения представлены ADR510 с напряжением стабилизации 1 В, ADR130 с переключаемым выходным напряжением 0,5 или 1 В, ADR318 с выходным напряжением 1,8 В.

Таблица 2. Последовательные ИОН

Выходное напряжение, В Обозначение Производитель

G-1,25 X6G25G Intersil

G,3…(VCC-G,3) DS43G3, DS43G5 Maxim

G,5 ADR13G Analog Devices

1 ADR13G Analog Devices

ISL6GGG2 Intersil

1,G24 LM414G-1.G National Semiconductor

VRE411G Thaler

1,184-5 MAX6G37 ADJ Maxim

ADR28G Analog Devices

1,2 ISL6GGG2 Intersil

MAX612G, MAX652G Maxim

1,216-11,5 LM4121-ADJ National Semiconductor

1,23-12,4 MAX616G Maxim

1,247 MAX6G12 Maxim

1,248 MAX6G61 Maxim

ADR121 Analog Devices

ISL6GGG2 Intersil

LM4121-1.2, LM414G-1.2 National Semiconductor

1,25 LT179G-1.25 Linear Technology

MAX6GG1, MAX6G23 12, MAX6G37 12, MAX61G1, MAX6161, MAX619G Maxim

REF2912, REF3G12, REF3112, Texas Instruments

VRE4112 Thaler

1,263 MAX6G18-12 Maxim

1,6 MAX6G18-16 Maxim

ADR318 Analog Devices

1,8 ISL6GGG2 Intersil

LM412G-1.8, LM4128-1.8, LM4132-1.8 National Semiconductor

MAX6G18-18, MAX6G68, MAX61GG, MAX6168 Maxim

ADR29G, ADR36G, ADR37G, ADR38G, ADR39G, ADR42G, ADR43G, ADR44G Analog Devices

ISL6GGG2 Intersil

LM412G-2.G, LM4125-2.G, LM4128-2.G, LM4132-2.G, LM414G-2.G National Semiconductor

2,G48 LT179G-2.G48 Linear Technology

MAX6G18-21, MAX6G21, MAX6G23 21, MAX6G29 21, MAX6G34 21, MAX6G37 21, MAX6G62, MAX61G6, MAX6126 21, MAX6129 21, MAX6162, MAX6191 Maxim

REF191 Analog Devices

REF292G, REF3G2G, REF312G, REF322G Texas Instruments

VRE412G Thaler

2,385-12 LTC1258, LTC1798 Linear Technology

AD68G, AD78G, AD1582, ADRG1, ADR125, ADR291, ADR361, ADR381, ADR391, ADR421, ADR431, ADR441, REFG3, REF43, REF192 Analog Devices

ISL6GGG2 Intersil

LM412G-2.5, LM4125-2.5, LM4128-2.5, LM4132-2.5, LM414G-2.5 National Semiconductor

2,5 LI1G19, LI146G-2.5, LI1461-2.5, LI179G-2.5, LI666G-2.5, LTC1258-2.5, LTC1798-2.5 Linear Technology

MAX873, MAX6GG2, MAX6G23_25, MAX6G25, MAX6G29_25, MAX6G33_25, MAX6G34_25, MAX6G35_25, MAX6G37_25, MAX6G43 25, MAX6G66, MAX61G2, MAX6125, MAX6126 25, MAX6129 25, MAX6133 25, MAX6143 25, MAX6166, MAX6173, MAX6192, MAX622G_25, MAX6225, MAX6325 Maxim

MC14G3 ON Semiconductor

MCP1525 Microchip

Выходное напряжение, В Обозначение Производитель

REF2925, REF3G25, REF3125, REF3225 Texas Instruments

2,5 SG15G3, SG25G3, SG35G3 Microsemi

VRE4125 Thaler

AD78G, AD1583, ADRG2, ADR363, ADR423, ADR433, ADR443, REF193 Analog Devices

LM412G-3.G, LM4128-3.G, LM4132-3.G National Semiconductor

3 LT146G-3, LT1461-3, LT179G-3, LT666G-3, LTC1258-3, LTC1798-3 Linear Technology

MAX6GG3, MAX6G23_3G, MAX6G29_3G, MAX6G3G, MAX6G33 3G, MAX6G34 3G, MAX6G35 3G, MAX6G37 3G, MAX6G63, MAX61G3, MAX6126 3G, MAX6129 3G, MAX6133_3G, MAX6163, MAX6193 Maxim

REF293G, REF3G3G, REF313G, REF323G Texas Instruments

ADR364, REF194 Analog Devices

ISL6GGG2 Intersil

LM412G-3.3, LM4128-3.3, LM4132-3.3 National Semiconductor

3,3 LT146G-3.3, LT1461-3.3, LT179G-3.3, LT666G-3.3 Linear Technology

MAX6G29 33, MAX6G34 33, MAX6G37 33, MAX6G43 33, MAX6129_33, MAX6133_33, MAX6143_33, MAX6177 Maxim

REF2933, REF3G33, REF3133, REF3233 Texas Instruments

AD1584, ADR292, ADR365, ADR392, ADR434, ADR444, REF195 Analog Devices

LM412G-4.1, LM4125-4.1, LM4128-4.1, LM4132-4.1, LM414G-4.1 National Semiconductor

LT1461-4.1, LT179G-4.G96, LTC1258-4.1, LTC1798-4.1 Linear Technology

4,G96 MAX6GG4, MAX6G23_41, MAX6G29_41, MAX6G33_41, MAX6G34 41, MAX6G37 41, MAX6G41, MAX6G43 41, MAX6G64, MAX61G4, MAX6126 41, MAX6129 41, MAX6133 41, MAX6141, MAX6143 41, MAX6164, MAX6174, MAX6198, MAX622G_41, MAX6241, MAX6341 Maxim

MCP1541 Microchip

REF294G, REF3G4G, REF314G, REF324G Texas Instruments

VRE4141 Thaler

X6GGG3-41 Intersil

ADR435, REF196 Analog Devices

4,5 LT1G19 Linear Technology

MAX6G45, MAX6G67, MAX61G7, MAX6145, MAX6167, MAX6194 Maxim

AD588, AD1585, ADRG3, ADR127, ADR293, ADR366, ADR395, ADR425, ADR439, ADR445, REF198 Analog Devices

LM412G-5.G National Semiconductor

LT1G19, LT1G21-5, LT1G27, LT1236-5, LT146G-5, LT1461-5, LT179G-5, LT666G-5, LTC1258-5, LTC1798-5 Linear Technology

5 MAX675, MAX875, MAX6GG5, MAX6G23_5G, MAX6G29_5G, MAX6G33_5G, MAX6G35_5G, MAX6G43_5G, MAX6G5G, MAX6G65, MAX61G5, MAX6126 5G, MAX6129 5G, MAX6133_5G, MAX6143_5G, MAX615G, MAX6165, MAX6175, MAX622G_5G, MAX625G, MAX635G Maxim

REFG2 Analog Devices, Maxim, Texas Instruments

X6GGG3-5G Intersil

7 LT1G21-7 Linear Technology

AD581, AD587, AD588, AD688, ADRG6 Analog Devices

1G LT1G19, LT1G21-1G, LT1G31, LT1236-1G, LT146G-1G, LT666G-1G Linear Technology

MAX674, MAX6G43_1G, MAX6143_1G, MAX6176, REFG1 Maxim

REF1G2 Texas Instruments

-5 AD588 Analog Devices

-1G AD588, AD688 Analog Devices

Отклонение выходного напряжения от номинального значения Это одна из важнейших характеристик ИОН, которая определяет необходимость калибровки и пределы регулировки в собранном устройстве. Если первые микросхемы имели отклонение выходного напряжения от номинального значения до ±4% (ТЫ31), то в последних разработках лазерной подгонкой значение этого параметра доведено до ±0,02% (МАХ6126). Как уже было показано ранее, некоторые из ИОН имеют вывод подстройки, к которому подключается потенциометр, позволяющий подстроить выходное напряжение к необходимому пользователю значению без ухудшения других характеристик.

Температурный коэффициент выходного напряжения (температурный дрейф)

Не менее важной характеристикой ИОН, а для применения в высокоточной измерительной аппаратуре — зачастую и опреде-

ляющей, является зависимость выходного напряжения с изменением температуры окружающей среды. Обычным является измерение температурного коэффициента напряжения (ТКН) в млн-1/°С. Такой способ описания температурного дрейфа вполне корректен для стабилитронов, у которых напряжение стабилизации изменяется практически линейно с изменением температуры. Для интегральных ИОН характерна существенно нелинейная зависимость выходного напряжения от температуры. Существует несколько методик измерения ТКН [3]. Для многих параллельных ИОН температурный дрейф нормируется в абсолютных единицах. Часто температурный дрейф ИОН нормируется в нескольких диапазонах температур, что позволяет вполне объективно оценить качество ИОН применительно к конкретным условиям эксплуатации и точностным характеристикам аппаратуры. К примеру, для МАХ6035А максимальное значение ТКН составляет 20, 25 и 30 млн-1/°С

для температурных диапазонов 0…+70 °С, -40.. .+85 °С и -40.. . + 125 °С соответственно.

В ЬМ4132 температурный дрейф корректируется с использованием таблицы коэффициентов, записанных во встроенную ЕЕРИОМ, чем достигнуто значение ТКН менее 20 млн-1/°С в температурном диапазоне от -40 до +125 °С.

Температурный гистерезис

После нагрева или охлаждения ИОН и возвращения его к первоначальной температуре выходное напряжение возвращается к исходному значению с некоторой погрешностью, называемой температурным гистерезисом. Для прецизионных ИОН последних разработок эта характеристика обязательно приводится в справочных данных. Устранить влияние температурного гистерезиса в высокоточной аппаратуре можно термостатированием ИОН при температуре, заведомо большей максимально возможной температуры эксплуатации устройства, вплоть до термостатирования при транспортировке.

Таблица 3. Характеристики параллельных ИОН (полная версия таблицы на сайте http://www.finestreet.ru/magazine/compitech/specification.xls)

Напряжение стабилизации, В Отклонение напряжения от номинального значения, % ТКН, ppm/°C Температурный дрейф, мВ к, то Особенности Напряжение стабилизации, В Отклонение напряжения от номинального значения, % ТКН, ppm/°C Температурный дрейф, мВ к, то ос н X е б о Ос

Прибор типовой макси- мальный ой о макси- мальный ? S о б а CL Прибор типовой макси- мальный типовой макси- мальный ? S о б а CL

Analog Devices, Inc. ON Semiconductor

AD589 1,235 1,2 10-100 0,05-5 LM285 385-1.2 1,235 1-2 80 0,01-20

ADR1500 1,2875 0,2 170 220 0,05-10 1 LM285 385-2.5 2,5 1-2 80 0,015-20

AD1580 1,225 0,08-0,8 50-100 0,05-10 NCP100 0,9-6 1,7 1 12 0,01-20 3

ADR510 0,35 85 0,1-10 1, 2 NCV1009 2,5 0,32 15 1,8 0,4-10 1, 2

ADR512 1,2 0,3 60 0,1-10 1, 2 TL431 2,5-36 0,4-2,2 3-7 17-30 1-100 3

ADR520_25_30_40_50 2,048-5 0,2-0,4 15-25 40-70 0,05-15 1, 2 TLV431 1,24-16 0,5-1 7.2 20 0,1-20 ~Г~

ADR5040_1_3_4_5 2,048-5 0,1-0,2 10 75-100 0,05-15 Philips Semiconductors

Advanted Monolithic Systems, Inc. TL431 | 2,495-36 | 1-2 | | | 4-5 | 15-30 | 1-100 | 3

AMS04_05 1,25; 2,5 50-100 0,01-20 Semtech Corp.

AMS124 1,235 50-100 0,05-5 SC431 | 1,24-20 | 0,25-2 | | | 10 | 25-35 10,08-1001 3

AMS236 2,5 1-2 3,5 9 0,4-10 1, 2 Sipex Corporation

AMS336 2-4 1,8 SPX385-1.2 1,235 1-2 30 50 0,01-20

AMS255 2,5 1-2 б0-100 0,1-5 SPX385-2.5 2,5 1-2 60 100 0,02-20

AMS285_385 1,24 1-2 25-100 0,009-20 SPX431 2,5-36 0,5-2 28 80 1-150 1, 3

AMS285-1.2 1,235 0,3-2 25-100 0,01-20 SPX431L 2,5-20 0,5-2 28 80 1-150 1, 3

AMS385-1.2 SPX431LJ 2,5-18 0,5-2 3 10 0,1-100 1, 3

AMS285-2.5 2,5 0,8-3 25-100 0,018-20 SPX432 1,24-20 0,5-1 2 б 1-80 1, 3

AMS385-2.5 SPX1004-1.2 1,235 0,4 20 0,1-20 1

AMS1004 1,235; 2,5 0,3-1,б 25-50 0,01-20 SPX1004-2.5 2,5 0,8 60 0,1-20 1

AMS1009 2,5 0,2-0,4 15 25 0,4-10 1, 2 SPX1431 2,5-36 0,4 28 80 1-10 1, 3

AMS3100 1,25-5,3 1-2 25-100 0,009-20 SPX2431 2,5-20 0,5-1 28 80 1-100 1, 3

AMS3100-1.2 1,235 0,5-2 25-75 50-100 0,01-20 SPX4040-2.5 2,5 0,5-1 100 12-25 25-49 0,16-15 1

AMS3100-2.5 2,5 25-100 150 0,02-20 SPX4041 1,24 1-2 100 12-25 25-49 0,1-15 1

AMS3100A-2.5 2,5 0,5-2 25-100 150 0,02-20 3 STMicroelectronics |

AMS4041 1,225 0,25-1 8 17-25 0,08-100 LM236_336 2,49 2-4 3 10-12 0,4-10 2

AMS5010 1,22 2,5 3-30 25-100 0,05-5 TL431 2,495-36 1-2 3-7 15-30 1-100 ”3“

AMS9491 1,235 1,6 50-100 0,01-20 TL1431 2,495-36 0,3-0,4 13-22 90-100 1-100 ”3“

Calogic Corporation TS431 1,24-6 0,5-2 21 0,06-30

CL1431 2,5-36 0,4 20 1-250 1, 3 TS432 1,24-10 0,5-1 7 16 0,06-12

TL431 2,495-36 21 1-250 TS821 1,225 0,5-2 120 0,045-12

Linear Technology Corp. TS822 2,5 1-2 30 100 0,04

LT1004 1,235; 2,5 0,3-0,8 20 0,01-20 TS824 1,225; 2,5 0,5-1 50 0,045-12

LT1009 2,5 0,2-0,4 15 25-35 0,4-10 1, 2 TS2431 2,5-24 0,5-2 50 100 1-100 3

LT1029 0,2-1 8-12 20-34 0,7-10 TS3431 1,24-24 0,25-2 100 21 0,5-100 ”3“

LT1034 1,225; 2,5 1,2—1,б 10-20 20-40 0,02-20 1, 4 TS4040 2,5 1-2 30 150 0,06-15

LT1389 1,25-5 0,05-0,075 4-12 10-50 0,0006-2 TS4041 1,225 0,5-2 150 0,065-12

LT1431 2,5-36 0,4 30-50 1-100 3, б TS4431 1,224 0,5-1 100 3, б

LT1634 1,25- 5 0,05-0,2 4-10 10-25 0,007-20 TS4436 0,6 0,5-1 150 3, б

LM399 6,95 0,3 0,5-10 1, 5 Texas Instruments Inc. |

LTZ1000CH 1-5 1, 5 LM236_336-2.5 2,49 2-4 1,8-3,5 б-9 0,4-10 2

Maxim Integrated Products LM285_385-1.2 1,235 1-2 20 0,01-20

LM4040 2,048-5 0,1-1 15 100-150 0,08-10 LM285_385-2.5 2,5 1-2 20 0,02-20

LM4041 1,225 0,1-1 15 100-150 0,06-12 LM4040 2,048-10 0,1-1 15 100-150 0,08-10 1

LM4050 2,048-5 0,1-0,5 15 50 0,06-10 LM4041-1.2 1,225 0,1-1 15 100-150 0,045-12 ~Т

LM4051 1,225 0,1-0,5 15 50 0,06-10 LM4041 1,225-10 0,2-1 1, 3

MAX6006 7 8 9 1,25-3 0,2-0,5 30-75 0,001-2 LT1004 1,235; 2,5 0,8—1,2 20 0,01-20

MAX6138 1,2205-5 0,1-0,5 25 0,06-15 LT1009 2,5 0,4 15-20 25-35 0,4-10

MAX8069 1,22 2,5 25-50 0,06-5 REF1004 1,235; 2,5 0,32-0,44 20 0,02-20

Мюге1, !пе. REF1112 1,25 0,2 15 0,0012-5 1

LM4040 2,5; 4,096; 5 0,5-1 100-150 0,06-15 1 TL430 2,75-30 0,9 120 2-100 ”3“

LM4041-1.2 1,225 0,5-1 100-150 0,06-15 TL431 2,495-36 4-5 25-50 1-100 ”3“

LM4041-ADJ 1,225-10 0,065-15 1, 3 TL1431 2,5-36 0,4—1,б 4-17 20-55 1-100 тг

MIC4043 1,245 0,065-15 3, б TLV431 1,24-6 0,5—1,5 4-11 12-31 0,1-15 ”3“

National Semiconductor Corp. TLVh531 1,24-18 0,5—1,5 4-11 12-31 0,1-80 3

LM113 313 1,22 0,5-2 100 0,5-20 TLVh532 1,24-18 0,5-1,5 4-11 12-31 0,1-80 3

LM199 299 399 6,95 0,2-5 0,5-10 0,5-10 1, 5 Zetex |

LM136_236-2.5 2,49 2-4 1,8-7,5 б-18 0,4-10 ZNT431 2,5-20 1-2 10 30 0,05-100 3

LM136_236_336-5 5 2-4 4-20 12-36 0,6-10 ZNT2431 1,24-15 2,5 5 15 0,1-50 3

LM185_285_385-1.2 1,235 1-2 30-150 0,02-20 ZR431 2,5-20 0,5-2 8 17 0,05-150 3

LM185_285_385-2.5 2,5 1-3 30-150 0,02-20 ZR431L 1,24-10 1-2,5 4 8 0,1-50 3

LM185_285_385 1,24-5,3 1-2 30-150 0,05-20 3 ZTL431 2,5-20 0,5-1 14 34 1-10 3

LM329 6,9 5 50 100 0,6-15 1 ZTLV431 1,24-10 0,5-1 11 31 0,1-10 3

LM431 2,495-36 0,5-2 8 17 1-10 3 Альфа

LM4041-1.2 1,225 0,1-2 15 100-150 0,06-12 1 АБ285_385-2.5 | 2,5 | 1,5-3 | 20 | 50-150 | | | 0,02-20 |

LM4041-ADJ 1,225-10 0,5-2 1, 3 Микрон

LM4050 2,048-10 0,1-0,5 15-20 50 0,06-15 1 М1К431 | 2,5-36 | 0,5-2 | | | 4 | 17 | 1-100 | 1, 3

LM4051-1.2 1,225 0,1-0,5 15 50 0,06-10 ~Г~ «НПП Сапфир», ОАО

LM4051-ADJ 1,225-10 — ИС121А_Б_В 1,23 5 25-100 0,1-5 1

LM4431 2,5 2,5 30 0,1-15 ИС251А_Б_В 2,5 5 25-100 0,1-5 ~Т

LMV431 1,24-30 0,5-1,5 4-б 12-20 0,08-10 ~1~ ИС501А_Б_В 5 5 25-100 0,1-5 ~Т

| «НВО Кристалл», ООО | «НТЦ СИТ», ЗАО |

УР1101ЕН01A_B_C_D 1,25 4 10-100 0,05-5 К1156ЕР1 1,24-20 1 20 0,3-200 1, 3

УР1101ЕН02A_B_C_D 2,5 0,32 10-100 □L К1156ЕР5 2,495-36 1 5 10 1-100 1, 3

В столбце «Особенности»: 1 — прецизионный, 2 — подстраиваемый, 3 — регулируемый, 4 — сдвоенный, 5 — термостабилизированный, 6 — с открытым коллектором

Таблица 4. Характеристики последовательных ИОН (полная версия таблицы на сайте http://www.finestreet.ru/magazine/compitech/specification.xls)

Прибор Выходное напряжение, В Отклонение напряжения от номинального значения, % ТКН, ppm/°C О із са их О с Максимальный выходной ток, мА Макс. входное напряжение, В Потребляемый ток, мкА, макс Особенности Прибор Выходное напряжение, В Отклонение напряжения от номинального значения, % ТКН, ppm/°C О із са их О с Максимальный выходной ток, мА еВ о, не ?! “ 1 . я * = ап Мана Потребляемый ток, мкА, макс ос н X е б о Ос

Analog Devices, Inc. Maxim Integrated Products

AD581 10 0,05-0,3 5-30 ±5 30 1000 DS4303 0,3- (Vcc-0,3) 28 62 ±1 3,6 1600 4, 7

AD587 10 0,05-0,1 5-20 ±10 Зб 4000 1, 3

AD588 -5, -10, 5, 10 0,01-0,05 1,5-3 ±10 Зб 10000 1, 3 DS4305 0,3- (Vcc-0,3) 34 60 ±1 5,5 2000 4, 7

AD680 2,5 0,2-0,4 20-30 10 Зб 250 MAX674 10 0,15 12-20 10 33 1400 1, 3, 5

AD688 -10, 10 0,02-0,05 3-8 ±10 Зб 12000 1, 3 MAX675 0,14 12-15 10 33 1400 1, 3, 5

AD780 2,5 (3) 0,04-0,2 3-7 ±10 Зб 1000 MAX873 5 2,5; 5 0,04-0,1 4-10 7-20 -2-10 18 280 1, 3, 5

AD1582_3_4_5 2,5-5 0,08-1 18-40 50-100 ±5 12 70 1, б MAX6001 2 3 4 5 1,25-5 1 20 100 ±0,4 12,6 45 б

ADR01_2_3_6 2,5-10 0,05-0,2 1-10 3-40 10 40 1000 1, 3, 5 MAX6012 21 25 30 41 45 50 1,247-5 0,32-0,48 20-30 ±0,5 12,6 35 1, б

ADR121_5_7 1,25-5 0,12-0,24 3-15 9-25 -2-5 18 95 1, б

ADR130 0,5; 1 0,35-0,7 5-15 25-50 -2-4 18 150 MAX6018 1,263-2,048 0,2-0,4 16 50 ±1 5,5 5 1, б

ADR280 1,2 0,4 10 40 5,5 16 MAX6023 1,25-5 0,24 10 30 ±0,4 12,6 35 1, б

ADR290_1_2 2,048-4,096 0,07-0,29 3-10 10-30 15 15 1, б MAX6029 2,048-5 0,15 30 -1-4 12,6 5,25-10,5 1, б

ADR293 0,06-0,2 3-10 8-25 18 15 MAX6033 2,5-5 0,04-0,2 7-10 15-40 15 12,6 60 1, б

ADR318 1,8 0,27 25 15 120 1, 2 MAX6034 2,048-4,096 0,2-0,4 30-75 -0,2-1 5,5 115-125 1, б

ADR360 1 3 4 5 6 2,048-5 0,08-0,29 9-25 -1-5 15 190 1, 3, б MAX6035 2,5-5 0,2-0,5 30-75 -2-10 33 95 1

ADR370 2,048 0,2-0,5 50-100 ±5 18 72 1, б MAX6037 1,25-4,096 0,2-0,5 25-50 ±5 5,5 275 1, б

ADR380_1 2,048; 2,5 0,24 5 25 18 120 1, б 1,184-5 250 1, 4, б

ADR390_1_2_5 2,048-5 0,12-0,29 9-25 18 120 1, 2, б MAX6043 2,5-10 0,06-0,5 3-10 15-65 -0,6-10 400 490 1

ADR420_1_3_5 2,048-5 0,04-0,15 1-2 3-10 ±10 18 500 1, 3 MAX6061 2 3 4 5 7 8 1,248-5 0,17-0,48 20-30 -2-5 12,6 125 1, б

ADR430 1 3 4 5 9 2,048-5 0,04-0,15 1-2 3-10 ±10 18 800 1, 3

ADR440_1_3_4_5 2,048-5 0,04-0,15 1-2 3-10 -5-10 18 3750 1, 3, б MAX6100 1 2 3 4 5 6 7 1,25-5 0,4 75 -2-5 12,6 125 б

REF02 0,3-2 3-70 8,5-250 10 40 1400-2000 1, 3, 5 MAX6120 1,2 1 30 100 -0,05-0,4 11 58 1

REF03 2,5 0,2 10 50 10 33 1400 1, 3, 5 MAX6125 41 45 50 2,5-5 1 15 50 1 12,6 100 б

REF43 2,5 0,06-0,1 6-10 10-25 -1,2-20 40 450 1, 3, 5 MAX6160 1,23-12,4 4, б

REF191 2 3 4 5 6 8 2,048-5 0,04-0,33 2-10 5-25 30 18 45 1, 2 MAX6126 2,048-5 0,02-0,1 1-3 5-12 ±10 12,6 550 1, б

I tersil MAX6129 2,048-5 0,4-1 40-100 -1-4 12,6 5,25 б

ISL60002 1,024-3,3 0,04-0,5 20 ±7 5,5 0,9 1, б MAX6133 2,5-5 0,04-0,08 2-4 7-10 -0,1-15 12,6 60 1, б

X60003 4,096; 5 0,02-0,12 10-20 ±10 0,9 MAX6143 2,5-10 0,06-0,1 1,5-3 3-10 -0,6-10 40 450-550 1, 3, 5

X60250 0-1,25 20 70 5,5 60 4, 7 MAX6161 2 3 4 5 6 7 8 1,25-5 0,04-0,32 2-4 -2-4 12,6 120 1, б

Linear Technology Corp.

LT1019 2,5-10 0,05-0,2 3-8 5-25 10 40 1200 1, 3, 5 MAX6173_4_5_6_7 2,5-10 0,06-0,1 1,5-3 3-10 -0,6-10 40 450-550 1, 3, 5

LT1021 5-10 0,05-1 2-3 5-20 10 40 1200 MAX6190 1 2 3 4 8 1,25-4,5 0,04-0,48 2-8 5-25 -0,5-0,5 12,6 35 1, б

LT1027 0,05-0,1 1-3 2-7,5 -10-15 40 3100 1, 3 MAX6220 2,5-5 0,1 20 ±15 40 2900 1, 3

LT1031 10 0,05-0,2 3-10 5-25 10 40 5000 MAX6225_41_50 2,5-5 0,04-0,12 1-2,5 2-8 ±15 Зб 2900 1, 3

LT1236 5; 10 0,05-0,1 2-10 5-15 10 40 1200 1, 3 MAX6325_41_50 2,5-5 0,02-0,04 0,5-1 1-2,5 ±15 Зб 2700- 3000 1, 3

LT1460 2,5-10 0,075-0,5 5-25 10-50 10 30 145-270

LT1461 2,5-5 0,04-0,15 1-7 3-20 50(10) 20 50 1, 2, б MAX6520 1,2 1 20 50 -0,05-0,4 11 58

LT1790 1,25-5 0,05-0,1 5-12 10-25 -1-5 60 1, б REF01 10 0,3-1 3-20 8,5-65 10 33 1600 1, 3

LT6660 2,5-10 0,2-0,5 10-25 20-50 10 20 145-350 REF02 0,15-0,5 3-20 8,5-65 10 33 1600 1, 3, 5

LTC1258 2,5-5 0,15-0,2 40-60 -2-10 12,6 6,5 1, б Microchip Technology Inc.

2,385-12 0,4-0,46 1, 4, б MCP1525_41 | 2,5; 4,096 | 1 | 27 | 50 | ±2 | | 100 |

LTC1798 2,5-5 0,15 15 40 -2-10 12,6 6,5 б Microsemi, Inc.

2,385-12 0,4 4, б SG1503_2503_3503 | 2,5 | 0,6-1 | 10 | | | 40 | 2000 | 1

ON Sem niconduc tor National Se miconduc tor Corp.

MC1403 | 2,5 | 1 | 10 | 40 | 10 | 40 | 1500 | 1 LM4120 1,8-5 0,2-0,5 14 50 ±5 12 250 1, 2, б

Texas Instruments Inc. LM4121 1,25 0,2-0,5 14 50 ±5 12 250 1, 2, б

REF2912 20_25_30_33_40 1,25-4,096 2 35 100 25 5,5 50 6 1,216-11,5 1, 2, 4, б

LM4125 2,048-4,096 0,2-0,5 14 50 ±5 б 257 1, б

REF3012 20_25_30_33_40 1,25-4,096 0,2 20-35 50-75 25 5,5 50 1, 6

LM4128 1,8-4,096 0,1-1 75-100 20 5,5 100 1, 2, б

REF3112 20_25_30_33_40 1,25-4,096 0,2 5-10 15-20 ±10 5,5 115 1, 6 LM4132 1,8-4,096 0,05-0,5 20 20 5,5 100 1, 2, б

LM4140 1,024-4,096 0,1 3-10 8 5,5 320 1, 2, б

REF3212 20_25_30_33_40 1,25-4,096 0,2 4-10,5 7-20 ±10 5,5 120 2, 6 Thaler Corp.

VRE3025 2,5 0,01-0,02 0,3-1 0,6-2 ±15 40 4000 1, 3

REF02AU 5 0,13-0,19 4 10-15 10 40 1400 3, 5 VRE4110 12_20_25_41 1,024-4,096 0,05-0,08 0,5-1,5 1-3 8 5,5 320 1, 2, б

REF102AU 10 0,025-0,1 2,5-10 -5-10 Зб 1400 3

В столбце «Особенности»: 1 — прецизионный, 2 — с отключением, 3 — с подстройкой, 4 — регулируемый, 5 — сигнал температуры, 6 — ЮО, 7 — программируемый

Зависимость выходного напряжения от тока нагрузки

Зависимость выходного напряжения от тока нагрузки нормируется обычно для всего диапазона рабочих токов (для микромощных ИОН нередко диапазон рабочих токов разбивается на два поддиапазона с отдельным нормированием параметра в каждом поддиапазоне). Для последовательных ИОН параметр измеряется в мкВ/мА, %/мА, млн-1/мА, а для параллельных ИОН — в мВ.

Зависимость выходного напряжения от напряжения питания Для последовательных ИОН нормируется зависимость выходного напряжения от напряжения питания в мкВ/В, %/В, либо в абсолютных единицах при изменении напряжения питания в допустимых пределах. Для получения максимальной точности аппаратуры рекомендуется питать ИОН стабилизированным напряжением.

Долговременная стабильность Выходное напряжение ИОН изменяется со временем. Это изменение характеризуется параметром «долговременная стабильность», обычно нормируемым в млн-1/1000 ч при фиксированной, обычно повышенной, температуре. Изменение выходного напряжения со временем имеет нелинейный характер, и вовсе не значит, что через две тысячи часов работы оно будет в два раза больше, чем через 1000 часов. Многократными опытами

установлено, что временной дрейф выходного напряжения практически прекращается задолго до достижения 1000-часовой наработки [4]. Улучшить долговременную стабильность можно искусственным старением ИОН, предпочтительно в составе устройства, что позволит стабилизировать характеристики и других компонентов.

Шумы

Шумовые характеристики ИОН нормируются в виде напряжения шумов от пика до пика в частотном диапазоне от 0,1 до 10 Гц, либо в виде среднеквадратичного напряжения шумов в частотном диапазоне от 10 Гц до 10 кГц. Для большинства качественных ИОН в справочных данных приводятся обе величины. Для уменьшения уровня шумов некоторые последовательные ИОН (МАХ6126) имеют специальный вывод для подключения корректирующей емкости.

Ток потребления

Большое собственное энергопотребление характерно для ИОН на стабилитронах, особенно для микросхем первых разработок (до 12 мА для АБ688). Минимальным энергопотреблением отличаются ИОН, изготовленные по КМОП-технологии (0,9 мкА для КЬ60002). Минимальный рабочий ток параллельных ИОН находится в пределах от 0,6 мкА (т389-1.2) до 1 мА (ТЬ431).

Конструктивное исполнение

и монтаж

ИОН выпускаются в различных металлостеклянных, металлокерамических и пластмассовых корпусах для монтажа в отверстия и поверхностного монтажа с количеством выводов от двух до двадцати. Механические напряжения в кристалле, вызванные различиями температурных коэффициентов расширения (ТКР) кремния и материалов корпуса и печатной платы, изменяют геометрические размеры кристалла и электрические характеристики элементов интегральной схемы. Это сказывается на ТКН и долговременной стабильности. Наиболее стабильны ИОН в металлостеклянных коваровых корпусах,

у которых ТКР кристалла и корпуса имеют близкие значения, а проволочные выводы практически устраняют влияние деформации печатной платы.

В справочных данных на VRE41xx рекомендуется устанавливать микросхему на краю печатной платы, где минимальны механические напряжения и перегрев. Дополнительно уменьшить воздействия можно, сделав вокруг микросхемы и-образный вырез.

Области применения

Основные области применения ИОН — источники питания, зарядные устройства, измерительная техника. Если в источниках питания зачастую можно обойтись компонентами с не слишком высокими характеристиками, то в измерительной технике характеристики ИОН могут иметь определяющее значение. Особенно важны температурный дрейф и уровень шумов, значение которых возрастает с повышением точности измерительного устройства. Для обеспечения дополнительной температурной погрешности в схеме с 14-разрядным АЦП, равной 0,5 МЗР в диапазоне температур от -40 до +85 °С, ТКН ИОН должен быть не более 0,5 млн-1/°С [2]. На рис. 3 показана схема линейного стабилизатора напряжения с использованием ЫСР100. В [4] приведен пример

использования микросхемы VRE3G5G в качестве ИОН для 16-разрядного АЦП.

Ранее речь шла об интегральных ИОН, вся схема которых выполнена в одном кристалле. Фирмой Thaler по технологии гибридных интегральных схем выпускаются ИОН с исключительно высокими характеристиками. В качестве примера в таблицу 4 включены характеристики микросхемы VRE3G25.

Кроме отдельных ИОН производится ряд комбинированных микросхем, сочетающих в себе ИОН с операционными усилителями или компараторами. ■

Литература

1. Волович Г. И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. М.: Издательский дом «Додека-XXI». 2GG5.

2. Miller P., Moore D. Precision Voltage Reference. SLYT183. Texas Instruments Inc.

3. Шитиков А. Выбор источника опорного напряжения // Электронные компоненты. 2GG2. № 3.

4. The Effect of Long-Term Drift on Voltage Reference. Application Notes AN-713. Analog Devices Inc.

5. Miller P., Moore D. The Design and Performance of a Precision Voltage Reference Circuit for 14-bit and 16-bit A-to-D and D-to-A Converters. SLYT168. Texas Instruments Inc.

отзывы, фото и характеристики на Aredi.ru

Мы доставляем посылки в г. Калининград и отправляем по всей России

• 1

  Товар доставляется от продавца до нашего склада в Польше. Трекинг-номер не
  предоставляется.

• 2

  После того как товар пришел к нам на склад, мы организовываем доставку в г. Калининград.

• 3

  Заказ отправляется курьерской службой EMS или Почтой России. Уведомление с трек-номером вы
  получите по смс и на электронный адрес.

!

Ориентировочную стоимость доставки по России менеджер выставит после
оформления заказа.

Гарантии и возврат

Гарантии
Мы работаем по договору оферты, который является юридической гарантией того, что мы выполним
свои обязательства.

Возврат товара
Если товар не подошел вам, или не соответсвует описанию, вы можете вернуть его, оплатив
стоимость обратной пересылки.

• У вас остаются все квитанции об оплате, которые являются подтверждением заключения сделки.
• Мы выкупаем товар только с проверенных сайтов и у проверенных продавцов, которые полностью отвечают за доставку товара.
• Мы даем реальные трекинг-номера пересылки товара по России и предоставляем все необходимые документы по запросу.
• 5 лет успешной работы и тысячи довольных клиентов.

TL431-AE3-R datasheet — Технические характеристики: Тип упаковки: SOT23, Other, TO-236,

TL431 лист данных — регулируемые прецизионные шунтирующие регуляторы

2502V0S48LN : входное напряжение = 36-75 ;; Выходное напряжение = 2,0 ;; Выходной ток = 6А.

AD4016M161RBA-5 : Работа при низком напряжении больше подходит для использования с резервным аккумулятором, портативной электроникой.

BTS621L1 : Двухканальный интеллектуальный переключатель питания Highside. Защита от перегрузки Ограничение тока Защита от короткого замыкания Тепловое отключение Защита от перенапряжения (включая сброс нагрузки) Быстрое размагничивание индуктивных нагрузок Защита от обратного заряда аккумулятора1) Отключение по пониженному и повышенному напряжению с автоматическим перезапуском и гистерезисом Диагностический выход открытого стока Обнаружение разомкнутой нагрузки во включенном состоянии CMOS-совместимый вход Потеря .

BWP-12/125 Серия : 3 Вт, преобразователь постоянного тока в постоянный.Бюджетный! Высокого качества! Высоконадежный, 100% SMT-конструкция Стандартный DIP-корпус и расположение выводов Не требуются внешние компоненты или выходы 15 В Выбор из 3 широких диапазонов входного сигнала: 4,5-9 В 9-18 В 18-72 В Гарантированный КПД до 75% Полностью изолированный, гарантированный 500 В постоянного тока Внутренний входная / выходная фильтрация. Ограничение выходного тока до + 75С.

DS2405T : Адресный коммутатор. Вывод PIO с открытым стоком управляется сопоставлением 64-битного, выгравированного лазером регистрационного номера, связанного с каждым устройством. Логический уровень выхода с открытым стоком может быть определен по шине 1-Wire для управления с обратной связью.4V Несколько DS2405 могут быть идентифицированы на общей шине 1-Wire и могут быть включены или выключены независимо.

EMK316BJ225ML : Регулятор выходного напряжения с низким падением напряжения. Это линейный стабилизатор напряжения на 150 мА в корпусе SOT-25. Этот регулятор имеет очень низкое падение напряжения и очень низкий ток заземления. Он разработан специально для портативных устройств, устройств с батарейным питанием и может управляться с помощью CMOS или TTL. Когда S52xxM отключен, потребление энергии падает почти до нуля. Регулятор напряжения с малым падением напряжения Низкий уровень покоя.

FES16 : Сверхбыстрые выпрямители, пассивированные стеклом, 16 ампер. Высокая пропускная способность по току. Возможность высокого тока. Высокая надежность. Максимальное повторяющееся обратное напряжение Средний выпрямленный прямой ток, длина провода 0,375 дюйма = 100 ° C Непериодический пиковый прямой импульсный ток 8,3 мс Диапазон температур хранения одной полусинусоиды Рабочая температура перехода * Эти номинальные значения являются предельными значениями, выше которых пригодность к эксплуатации.

HIP6003 : Широтно-импульсный модулятор Buck.Контроллер широтно-импульсного модулятора (ШИМ) Бакка и монитор выходного напряжения HIP6003 обеспечивает полный контроль и защиту преобразователя постоянного тока, оптимизированного для высокопроизводительных микропроцессорных приложений. Он предназначен для управления N-канальным MOSFET в стандартной понижающей топологии. HIP6003 объединяет все функции управления, регулировки вывода и мониторинга.

PT6441A : Plug-in Power Solutions-> Non-Isolated-> Single Posi. ti PT6441, 3.3Vout 6A 5V-Input Регулируемый понижающий Isr.

R1124N : Регуляторы с малым падением напряжения.

SC1404 : Мобильный ШИМ-контроллер с несколькими выходами и виртуальным датчиком тока. Входной диапазон от 6 до 30 В (возможна работа при напряжении ниже 6 В) Двойные синхронные выходы 3,3 В и 5 В с фиксированной частотой или Psave для максимальной эффективности в широком диапазоне тока нагрузки 5 В / 50 мА Линейный регулятор 12 В / 200 мА Виртуальный ток линейного регулятора Чувство повышенной стабильности Точность с низкими потерями.

TA7820S : Регуляторы положительного напряжения с тремя выводами.

UCC28221 : Двойной чередующийся ШИМ-контроллер с программируемым максимальным рабочим циклом. ДВОЙНОЙ ШИМ-КОНТРОЛЛЕР С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С ПРОГРАММИРУЕМЫМ МАКСИМАЛЬНЫМ ЦИКЛОМ РАБОТЫ НА КАНАЛ СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ЦЕПИ ВНУТРЕННЕЙ КРОНКИ и датчик перенапряжения.

PTH04T231W : PTH04T230 / 231W — это высокопроизводительный неизолированный силовой модуль с номиналом 6 А.Этот регулятор представляет собой 2-е поколение силовых модулей серии PTH, которые занимают меньше места и имеют улучшенные характеристики. PTH04T231W оптимизирован для использования там, где требуются все керамические конденсаторы. PTH04T230 / 231W работает в диапазоне входного напряжения от 2,2 В до 5,5 В.

SGM811 : Контрольные цепи SGM811 контролируют напряжение источника питания в микропроцессоре Контрольные схемы SGM811 контролируют напряжение источника питания в микропроцессоре и цифровых системах.SGM811 предназначен для контроля семи различных напряжений, эти напряжения были выбраны для эффективного контроля уровней напряжения питания 2,5 В, 3 В, 3,3 В и 5 В.

LT3663 : понижающий импульсный стабилизатор на 1,2 А, 1,5 МГц с ограничением выходного тока LT3663 — это понижающий импульсный стабилизатор в режиме 1,5 МГц с программируемым пределом выходного тока. Ограничение тока точно контролирует рассеиваемую мощность системы и уменьшает размер компонентов силового тракта.Широкий диапазон рабочего входного напряжения от 7,5 В до 36 В (60 В.

AMIS-30532 : Драйвер шагового двигателя AMIS-30532 — это микрошаговый драйвер шагового двигателя для биполярных шаговых двигателей. Чип соединен через контакты ввода / вывода и интерфейс SPI с внешним микроконтроллером. Он имеет встроенный регулятор напряжения, выход сброса и сброс сторожевого таймера, способный питать периферийные устройства. AMIS-30532 содержит таблицу текущего перевода.

AC200X : Модули переменного и постоянного тока с одним выходом серии AC100X мощностью 100 Вт с одним выходом и функцией коррекции коэффициента мощности.

BQ20Z655-R1 : Датчик газа, совместимый с SBS 1.1, с технологией отслеживания импеданса. Датчик газа bq20z655-R1, совместимый с SBS, и защитная ИС, включающая запатентованную технологию отслеживания импеданса, представляет собой единое решение, разработанное для установки в аккумуляторном блоке или внутри системы. . Bq20z655-R1 измеряет и поддерживает точный учет доступного заряда литий-ионных или литий-полимерных материалов.

uxcell 50pcs TL431 Транзистор 36V 100mA 300mW поверхностный монтаж SOT-23: Amazon.com: Industrial & Scientific

В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.

• Убедитесь, что это подходит
  введя номер вашей модели.
• ОСОБЕННОСТИ: выходное напряжение можно отрегулировать до 36 В; Низкое динамическое выходное сопротивление, его типичное значение составляет 0,2 Ом, допустимый ток захвата от 1 до 100 мА; Типичное значение эквивалентного температурного фактора во всем диапазоне температур составляет 50 ppm / ℃; Эффективная температурная компенсация в рабочем диапазоне полной температуры.

• Ic: 100 мА; Vceo: 36 В; HFE: 200-350; PCM: 300 мВт; Модель: TL431; Материал: пластик, электронные компоненты

• Широко используется в области коммутационных цепей, бессвинцовый / соответствующий требованиям RoHS электронный компонент / поверхностный монтаж

• Возможность высокого прямого импульсного тока / высокотемпературная пайка / низкие потери мощности, высокая эффективность / низкое выходное шумовое напряжение / быстрая реакция в открытом состоянии;

• Содержание упаковки: 50 (+/- 2%) шт. X транзистор SOT23

]]>

Характеристики

TL431-Регулируемый прецизионный шунтирующий регулятор-SMD SOT-23, упаковка

TL431-Регулируемый прецизионный шунтирующий регулятор-SMD SOT-23, упаковка

TL431LI / TL432LI — это выводная альтернатива TL431 / TL432.TL43xLI предлагает лучшую стабильность, более низкий температурный дрейф (VI (dev)) и более низкий опорный ток (Iref) для повышения точности системы. Устройства TL431 и TL432 представляют собой регулируемые шунтирующие регуляторы с тремя выводами с заданной температурной стабильностью в применимых автомобильных, коммерческих и военных диапазонах температур. Выходное напряжение может быть установлено на любое значение от Vref приблизительно 2,5 В) до 36 В с помощью двух внешних резисторов. Эти устройства имеют типичное выходное сопротивление 0,2 Ом. Схема активного выхода обеспечивает очень резкую характеристику включения, что делает эти устройства отличной заменой стабилитронам во многих приложениях, таких как встроенное регулирование, регулируемые источники питания и импульсные источники питания.Устройство TL432 имеет точно такие же функциональные возможности и электрические характеристики, что и устройство TL431, но имеет другие распиновки для корпусов DBV, DBZ и PK.

Приложение:

• Регулируемое напряжение и ток, справочная
• Регулирование вторичной стороны в SMPS обратного хода
• Замена стабилитрона
• Контроль напряжения
• Компаратор со встроенным эталоном

Характеристики / Технические характеристики:

• Допуск опорного напряжения при 25 ° C
  — 0.5% (степень B)
  — 1% (степень A)
  — 2% (стандартная степень)
• Регулируемое выходное напряжение: от Vref до 36 В
• Эксплуатация От −40 ° C до 125 ° C
• Типичный температурный дрейф (TL43xB)
  — 6 мВ (C Temp)
  -14 мВ (I Temp, Q Temp)
• Низкий выходной шум
• Типичное выходное сопротивление 0,2 Ом
• Допустимый ток потребления: от 1 мА до 100 мА

В коплект входит:

• 1 x TL431-Регулируемый прецизионный шунтирующий регулятор-SMD SOT-23, упаковка

Лист данных: TL431_DS

Примечание. Изображения продукта показаны только в иллюстративных целях и могут отличаться от реального продукта.

ETC TL431

DtSheet

Загрузить

ETC TL431

Открыть как PDF

Похожие страницы

TI TL431CKTPR

TI TL431QDBVRQ1

TI TL1431CKTPR

ETC TL431-CZ

TI TL1431QDRG4Q1

FAIRCHILD LM431SAI

TS432I_C14

Регулируемый прецизионный шунтирующий регулятор

FAIRCHILD KA431

ДЕТСКИЙ ВЕНТИЛЯТОР 431

FAIRCHILD KA431SMF

NSC LMV431

NSC LM431BCZ

FAIRCHILD KA431SAMF

TSC TS432IXRF

FCI TL431ACLT1

TSC TS432XCTB0G

ГАММА GM432AST23T

ONSEMI SC431AVSNT1G

FAIRCHILD LM431B

ETC GM431

ОПИСАНИЕ ОСОБЕННОСТИ БЛОК-СХЕМА

dtsheet © 2021 г.

О нас
DMCA / GDPR
Злоупотребление здесь

Простые регуляторы напряжения, часть 1: шум

Простые регуляторы напряжения

Часть 1.3: Тесты и графики

[Итальянская версия]

Шунтирующий регулятор TL431

TL431 — это трехконтактный шунтирующий регулятор, которому некоторые в сообществе DIY приписывают почти магические свойства. И все же в аудиоиндустрии он почти не используется. Это компонент с разумными характеристиками до 100 кГц, и если он используется в режиме с единичным усилением: это означает, что существует прямая ВЧ обратная связь от шины напряжения к опорному входу, что на приведенной выше схеме разрешено конденсатором C3. Осмелитесь опустить C3 и полосу пропускания регулятора и соответственно пострадают импеданс.Шунты сложнее применить, и почти всегда невозможно быстро заменить последовательные регуляторы в коммерческом оборудовании. Кроме того, расчет падающего резистора R16 может вызвать затруднения, если вы не знаете полный ток нагрузки, и обратите внимание, что 431 чрезвычайно нестабилен при отсутствии выходного конденсатора C5. С другой стороны, при замене капельницы R16 на активный источник тока можно добиться огромного снижения пульсаций или изоляции.

Выше показан спектр шума для случая пятикратного усиления, т.е.е. С3 снят, а на выходе крышка 220мкФ. Шум немного ниже, чем у LM317, но, что, возможно, более важно, он равномерно распределяется по всей полосе измерения.

Добавление конденсатора C3 на 22 мкФ затем снижает усиление по переменному току до единицы, что приводит к приведенному выше спектру шума.
Уровень шума теперь примерно на 12 дБ ниже, что примерно соответствует разнице в усилении между обеими схемами.

Некоторые люди предпочитают звучание TL431, работающего с неединичным усилением, то есть с удаленным конденсатором C3.Как уже говорилось, это ухудшает ряд технических характеристик схемы. Разумным компромиссом, по-видимому, является приведенная выше схема, где добавлен один резистор, R24, который поддерживает схему с коэффициентом усиления 2 для ВЧ и коэффициентом усиления 5 для постоянного тока. Никаких измерений не проводилось, но можно ожидать, что уровень шума будет на 6 дБ выше, чем в случае с полным обходом.

Другой интересный вариант — вышеупомянутый, где 431 используется как усилитель с шунтирующим управлением, управляющий эмиттерным повторителем. Выходное сопротивление может быть намного ниже, чем у одиночного TL431.Никаких измерений шума не проводилось (пока), но я ожидаю, что они не будут существенно отличаться от приведенных выше.

Стабилитрон + повторитель эмиттера

Речь идет о простейшем серийном регуляторе на дискретных элементах, который только можно представить. Не обращайте внимания на R13 (он снижает рассеиваемую мощность и может быть частью входного RC-фильтра для улучшенного подавления пульсаций). Сердечник — стабилитрон D1, служащий опорным напряжением. Поскольку обычные стабилитроны являются шумными, требуется некоторая фильтрация, но стабилитроны имеют довольно низкий импеданс, поэтому D1 подключается последовательно с R14: это снижает стабильность постоянного тока, с которой мы можем жить, и значительно снижает шум.Q4 — это выход схемы: биполярный транзистор, работающий как эмиттерный повторитель. При выходном токе 30 мА его выходное сопротивление составляет 1 Ом, а при более высоких токах оно даже ниже. Базовый стопор R17 нужен для обеспечения устойчивости. Вот и все.

И по уровню шума у ​​нас есть победитель, он на 20 дБ ниже, чем у лучших из вышеперечисленных схем! Небольшие пики на низких частотах находятся на 100 Гц и гармониках, явно связанных с питанием от сети, хотя мне не совсем понятно, как они могли попасть внутрь.Вероятно, небольшая ошибка прокладки заземляющего провода.

Да, а через наушники слушаешь?

Призрачная тишина …

[ Страница 1 ]
[страница 2] [страница 3] [страница 4]

© Copyright 2004 Werner Ogiers для www.tnt-audio.com

10 компонентов контура, которые вы должны знать

У поваров есть разные ингредиенты, такие как сгущенное молоко, винный камень и ксантановая камедь. Как инженеры, у нас тоже есть большой выбор схем, и хороший разработчик схем должен знать, что там есть.Не только ингредиенты для хлеба с маслом, такие как резисторы, конденсаторы, операционные усилители и компараторы, но и различные компоненты «гаджета».

Вот десять компонентов схемы, о которых вы, возможно, не слышали, но которые иногда могут оказаться весьма полезными.

1. Многофункциональный затвор (74LVC1G97 и 74LVC1G98)

Логика серии

7400 претерпела метаморфозу за последние несколько десятилетий: от фундаментальных логических блоков в 14-20-контактных DIP-корпусах до одностворчатой ​​клеевой логики в небольших малоразмерных корпусах SOT-23-6 и SC-70-6.TI представила две части, которые являются «многофункциональными вентилями» — у них есть нечетная таблица истинности, основанная на 3 входах, что позволяет использовать их в качестве логических элементов И, логических элементов ИЛИ, инверторов, буферов, мультиплексоров и т. Д. В зависимости от того, как соединены выводы. . В настоящее время они являются вторичными поставщиками Fairchild, NXP и ON Semiconductor.

Зачем нужны эти детали?

Для последней схемы, над которой я работал, требовалось несколько склеенных логических частей. Мы могли бы использовать инверторы 1G04, вентили OR 1G32, вентили NAND 1G00 и вентили AND 1G00.Вместо этого мы использовали 1G97 и 1G98. Из-за этого нам нужно было хранить меньше разных деталей.

Если у вас есть небольшой запас этих двух ворот, они могут быть там в крайнем случае, когда они вам понадобятся.

Если бы у меня была производственная конструкция только с одним вентилем NAND и без других логических вентилей, я бы использовал 1G00: он дешевле, чем 1G97. Но в остальном они похожи на швейцарский армейский нож для логики клея.

2. Регулируемый шунтирующий регулятор TL431

Если вы посмотрите на схему любого источника питания с изолированным выходом, скорее всего, он использует TL431 и оптоизолятор.TL431 по сути действует как NPN-транзистор или N-канальный MOSFET, но с точностью падения напряжения 2,5 В _BE / V _GS . В TL431 контакты называются катодом (K), ref (R) и анодом (A). Контакты K и A аналогичны стоку и истоку полевого МОП-транзистора, а R аналогичен затвору

.

Если это для вас ничего не значит, считайте его прецизионным компаратором:

Когда эталонный вывод находится более чем на 2,5 В выше анода, деталь начинает проводить между катодом и анодом.

Вы можете использовать его как прецизионный компаратор или как шунтирующий источник опорного напряжения (подключив резистивный делитель через выводы катод / опорный / анод). В импульсных источниках питания они обычно используются в качестве регулятора обратной связи: делитель напряжения подключается к опорному и анодному контактам, а оптоизолятор подключен последовательно с катодом, так что, когда выход источника питания достигает точки регулирования, TL431 начинает проводить через оптоизолятор, в результате чего контроллер источника питания снижает свою мощность.Обычно вы видите конденсатор, подключенный между выводами ref и катода для стабилизации контура обратной связи.

Доктор Рэй Ридли написал отличную статью о проектировании с использованием TL431 в источниках питания.

У многих производителей есть аналоги TL431, а запчасти недорогие.

Существует также несколько «низковольтных» вариантов, таких как TLV431, TS431 и LMV431, которые имеют пороговые значения 1,24 В, а не 2,5 В. Они также полезны, но будьте осторожны с ограничениями по напряжению между катодом и анодом: TLV431 и TS431 работают только до 6 В; если вы хотите подняться выше, вам нужно использовать TLVh531, который достигает 18 В.LMV431 работает при напряжении катод-анод до 30 В. Все эти компоненты имеют более низкие (лучшие) характеристики эталонного тока утечки, чем у обычного TL431 (макс. 0,5 мкА вместо 4 мкА; TS431 имеет спецификации 0,16 мкА!), А также более низкий минимальный рабочий ток между катодом и анодом (60-100 мкА. макс вместо 1 мА). Если бы я использовал микросхему питания, я бы сначала обратился к этим деталям из-за их лучших характеристик, хотя TL431 дешевле.

3. Генератор + многоступенчатый счетчик: 74HC4060

Если вам нужно спроектировать генератор на 1 Гц без использования микроконтроллера, вашим первым инстинктом может быть использование генератора 555.Это будет работать, но не очень хорошо — если вы попытаетесь, вы обнаружите, что вам нужно использовать либо очень большой резистор, либо очень большой конденсатор. Если вы используете большой резистор (> 1 МОм), частота генератора может изменяться из-за тока утечки от 555 или из-за поверхностного загрязнения на печатной плате. Если вы используете большой конденсатор (> 1 мкФ), он может быть физически большим или дорогим, либо иметь плохие допуски или высокую внутреннюю утечку.

Лучше использовать микросхему вроде HC4060 и 32.Часовой кристалл 768 кГц и не имеет никаких проблем с допусками RC-генератора — кварцевые кристаллы 32 кГц обычно указываются с точностью 20 ppm. 4060 содержит драйвер генератора (только инвертор и буфер) и 14-ступенчатый счетчик. С помощью драйвера генератора вы можете управлять RC-цепью или кристаллом. Счетчик делит входной сигнал на низкочастотные выходы и дает вам 10 ответвлений из 14 каскадов — при исходной частоте 32,768 кГц 4060 дает все частоты с степенью двойки из 2.От 048 кГц до 2 Гц, за исключением 16 Гц. (Вы можете получить 1 Гц, взяв выход 2 Гц и пропустив его через триггер.)

4. Керамические резонаторы

Иногда вам нужен источник частоты, который более точен, чем RC-фильтр, но не должен быть таким же точным, как кварцевый кристалл.

Керамические резонаторы — это двухполюсные или трехполюсные резонаторы с точностью около 0,5%; лучше, чем точность 5% в лучшем случае, которую вы получаете от RC-фильтров (конденсаторы с допуском выше 5% стоят дорого), но хуже, чем 50 ppm или лучше, которые вы можете получить от кварцевого кристалла.Варианты с тремя выводами имеют встроенные конденсаторы для обеспечения правильной генерации. Типичный частотный диапазон составляет 200 кГц — 50 МГц.

Насколько я помню, керамические резонаторы были дешевле кристаллов. Я только что проверил Digikey, и похоже, что это уже не тот случай — они примерно такие же; немного дороже для поверхностного монтажа, но немного дешевле для сквозного. Керамические резонаторы имеют одно важное преимущество перед кристаллами: они физически меньше, с размером 4 мм x 2 мм в качестве обычного варианта для керамических резонаторов SMT (включая встроенные конденсаторы!), Тогда как наименьший обычно доступный размер кристалла составляет около 8.5 мм x 3 мм.

Керамические резонаторы не подходят для хронометража — источник частоты с точностью 0,5% может выиграть или потерять 7 минут в день! — но одно приложение, которое может их использовать, — это UART. Если у вас есть приложение микроконтроллера, где единственное требование к точности частоты — связь через RS232, 0,5% точности вполне достаточно. Байты UART со стартовыми и стоповыми битами имеют 10 бит на байт, поэтому ошибка в частоте 5% преобразуется в половину бита на байт, а ошибка 0,5% преобразуется в 1/20 бита на байт.Точность RC незначительна для такого рода приложений, но керамические резонаторы вполне подойдут.

5. Инвертор накачки заряда на коммутируемых конденсаторах (ICL7660 или аналогичный)

Допустим, у вас есть источник питания 5 В, 1 А, и вам действительно нужен источник -5 В для одной или двух аналоговых схем. Более 20 лет назад компания Intersil изобрела деталь, отвечающую всем требованиям: ICL7660.

Эта деталь принимает внешний конденсатор и попеременно переключает его между двумя путями подключения. Если вы сделаете один из этих путей источником питания 5 В, а другой — шинами питания -5 В, то конденсатор будет заряжаться от источника питания 5 В и разряжаться через нагрузку -5 В.

На несколько миллиампер работает нормально. Многие производители делают схемы 7660, поэтому существует несколько источников.

Но это не регулируемый блок питания. Выходное сопротивление 7660 является функцией сопротивления переключателя на плате, величины внешнего конденсатора и частоты переключения. Чем больше тока вы потребляете от 7660, тем больше напряжение будет падать до нуля.

Это также переключающий преобразователь, который генерирует и подает импульсы заряда при переключении конденсатора, поэтому он создает шум на частоте переключения.

Тем не менее, это полезная деталь, которую нужно иметь в заднем кармане для той одной схемы на вашей плате, которая нуждается в отрицательном источнике питания.

6. Драйверы и приемники низковольтной дифференциальной сигнализации (LVDS)

Существует множество схем для передачи последовательных данных между отдельными устройствами. Большинство из них используют дифференциальную сигнализацию. Единственный главный, который не работает, — это RS-232, который имеет практические ограничения на скорость передачи данных при наличии шума. Другие включают RS-422, RS-485, CAN и LVDS.Все они используют дифференциальные пары, поэтому все они гораздо менее чувствительны к синфазному шуму, который наведен на оба сигнала. LVDS часто используется для передачи цифровых данных между компьютерами и мониторами. Он использует более низкое напряжение сигнала, чем уровни, используемые в CAN или RS-485, поэтому потребление энергии и излучаемый шум намного ниже.

Если у вас есть сигналы, которые необходимо передать с одной печатной платы на другую и которые требуют хорошего подавления шума, вы можете использовать LVDS для их кодирования / декодирования на каждом конце.Некоторые примеры — сигналы SPI или PWM — оба чувствительны к сбоям.

7. Расширители ввода / вывода

Итак, у вас есть микроконтроллер в приложении, которое все еще добавляет новые функции, и по мере того, как вы добавляете все больше и больше входов или выходов, у вас заканчиваются контакты.

Доступны микросхемы, которыми можно управлять через I2C или SPI, которые будут обрабатывать менее часто меняющиеся входы и выходы. Мне больше всего нравятся MCP23017 и MCP23S17. Это 16-контактные устройства; 23017 — это I2C, а 23S17 — это SPI.

Если вам нужно что-то только для выходов, менее дорогое и менее сложное, вы можете обойтись использованием регистров сдвига 74HC595 на шине SPI. Каждый 595 является 8-битным выходом, входы которого сдвинуты по тактовому сигналу SPI и зафиксированы на его выходах по нарастающему фронту CS-сигнала.

8. Усилители измерения тока на стороне высокого напряжения

Бывают случаи, когда вам нужно измерить ток в цепи нагрузки, и вы не можете прервать заземление.Это оставляет вас с измерением тока на стороне высокого напряжения. Есть несколько вариантов измерения тока на стороне высокого напряжения:

• микросхемы со встроенными чувствительными элементами
• Датчики тока на основе датчика Холла
• токоизмерительные резисторы + усилители

Последний из них, вероятно, самый дешевый и гибкий. Мне нравится серия датчиков тока ZXCT, представленная Zetex, которая была приобретена Diodes Inc. Они используются для обнаружения однонаправленных токов и создания выходного тока, пропорционального измеренному напряжению.Их пропускная способность довольно приличная, а ток покоя находится в диапазоне 2-5 мкА. Идея состоит в том, что вы используете последовательный резистор для преобразования выходного тока в напряжение, а затем делаете с ним то, что хотите (например, буферизуете его). Я попытался изучить ряд альтернативных подходов от других поставщиков в 2008 или 2009 годах и в итоге пришел к выводу, что это лучший вариант по разумной цене.

Они бесполезны для двунаправленных токов (например, для зарядки / разрядки батарей), если вы не используете два устройства, по одному в каждом направлении; с помощью одного устройства решить эту проблему гораздо сложнее.

9. Токоизмерительные резисторы

Подбирать резисторы для считывания тока — это искусство. Вам нужен резистор, который производит как можно меньшее напряжение, чтобы он не мешал остальной части вашей схемы … но, с другой стороны, вам нужен резистор, который выдает как можно большее напряжение, чтобы ваш сигнал был достаточно большим. использовать. Возможно, потребуется рассеять несколько ватт, если измеряемый ток большой, но вы хотите, чтобы он был недорогим и небольшим. О, и это должно быть точно.

Если у вас токи ниже 100 мА, это не такая уж сложная проблема (резисторы 1%, 1 Ом или 0,5 Ом, способные рассеивать более 10 мВт, найти не так сложно).

В противном случае, скорее всего, это будут ваши основные требования:

• точность 1% или выше
• 0,1 Ом или меньше

Вот несколько моих любимых резисторов для измерения тока:

Для токов в диапазоне 1–10 А можно использовать «обычные» низкоомные SMT резисторы, такие как Panasonic ERJ и Stackpole CSR.

Для больших токов (> 10 А) подходят металлические элементы:

10. Аналоговые мультиплексоры и переключатели

Иногда вам нужно переключить аналоговые сигналы, будь то увеличение количества входов в аналого-цифровом преобразователе, или выбор других резисторов усиления, или что-то еще.

Я делю типы мультиплексоров на четыре группы:

A. Мультиплексоры CD405x / 74HC405x и коммутаторы 4066

Стандартная цифровая логическая серия (CD4000 = 5-15 В, 74HC = +/- 2-6 В) содержит аналоговые переключатели.4051 — аналоговый мультиплексор 8: 1; 4052 — двойной аналоговый мультиплексор 4: 1; а 4053 — тройной аналоговый мультиплексор 2: 1; 4066 — это четырехъядерный коммутатор. Они недорогие и производятся несколькими производителями. Но у них есть недостатки; ток утечки установлен на уровне 1 мкА, а сопротивление в открытом состоянии обычно составляет десятки или несколько сотен Ом.

B. «Улучшенный» 405x с улучшенными характеристиками утечки / сопротивления при открытом состоянии

Они понадобятся вам, если у вас есть входы с высоким импедансом или сопротивление во включенном состоянии является важным требованием.

Maxim была первой компанией, представившей серию переключателей / мультиплексоров с совместимостью выводов (MAX4051 / 2/3) с улучшенными характеристиками (ток утечки менее 0,1 мкА, сопротивление в открытом состоянии

C. Решения с одним переключателем с хорошими характеристиками утечки / сопротивления при включении

Переключатель

4157 SPDT — они сделаны несколькими производителями, совместимы по выводам друг с другом и имеют сопротивление включения в

Fairchild FSA4157

Vishay DG4157

на полу NLAS4157

Д.Другое

В эту категорию входят аналоговые переключатели с нечетным напряжением или высокими требованиями к полосе пропускания или иным образом не соответствующие вышеуказанным категориям.

Единственный совет, который я могу вам здесь дать, — это взглянуть на предложения от Analog Devices, TI, Fairchild, Vishay и ON Semi.

Существует множество электронных компонентов — важно идти в ногу с тем, что есть на рынке.

Многие производители и дистрибьюторы рассылают новые маркетинговые материалы; Linear Technology и Texas Instruments — одни из самых успешных.

Торговые периодические издания, такие как EDN и Electronic Design, являются хорошими источниками информации о новых продуктах.