Стабілізатори напруги та LDOУ виробництві

TL431LP

Виробник: Texas Instruments

Дані взято з даташиту: Texas Instruments SLVS543, ред. Rev. S, травень 2024 р.

Регульований прецизійний паралельний стабілізатор напруги з вихідною напругою від 2.495В до 36В, робочим струмом катода від 1мА до 100мА та типовим динамічним опором 0.2Ом у 3-вивідному корпусі TO-92.

КорпусиTO-92
Напруга живлення2.495 – 36 V
Діапазон температур0 – 70 °C
Офіційний даташит (PDF)

Технічний огляд

01

Технічний огляд

TL431 — це 3-вивідний регульований прецизійний паралельний стабілізатор напруги (шунтовий регулятор) виробництва Texas Instruments (документ SLVS543S, редакція від травня 2024 р.). Виконаний у вивідному корпусі TO-92 (LP) із цоколівкою REF-ANODE-CATHODE (вивід 1 — REF, вивід 2 — Anode, вивід 3 — Cathode), він має круту характеристику відкривання та функціонує як операційний підсилювач із відкритим колектором і високоточним джерелом опорної напруги на ширині забороненої зони 2.495В. Вихідна напруга програмується двома зовнішніми резисторами в діапазоні від Vref (2.495В) до 36В. Основні параметри включають вхідну опорну напругу 2.495В (від 2.440В до 2.550В для стандартної точності), низький струм входу регулювання 2мкА типово (до 4мкА макс.), мінімальний струм стабілізації 0.4мА типово (1.0мА макс.), безперервний струм катода до 100мА та типовий динамічний вихідний опір 0.2Ом. TL431 широко застосовується в джерелах опорної напруги, паралельних стабілізаторах, схемах контролю перенапруги та колах зворотного зв'язку оптронів у імпульсних блоках живлення (SMPS).

Розпіновка та альтернативні функції

Інтерактивна розпіновка та призначення виводів корпусу TO-92-3.

Інтерактивна схема розпіновкиВерхня

TL431LP: ілюстрація корпусу TO-92Інтерактивна розпіновка та призначення виводів корпусу TO-92.1: REF2: ANODE3: CATHODE

Ілюстрація корпусу, а не механічне креслення з розмірами.

3 / 3 виводів
#Назва пінаТипТолерантність до 5VАльтернативні функції / деталі
REFanalog inТак
Вхідний вивід опорної напруги (поріг Vref = 2.495В номінально відносно Anode; типовий вхідний струм Iref ~2 мкА)
ANODEground—
Вивід анода (з'єднується зі спільним проводом/землею GND; внутрішній спільний вивід схеми)
CATHODEpassive—
Вивід катода стабілізатора (струмоприймальний вивід; регулює напругу від Vref до 36В при робочому струмі від 1мА до 100мА)

Основні характеристики

Параметричні характеристики

ПараметрМін.ТиповеМакс.ОдиницяУмови вимірювання
Опорна напруга(Vref)2.442.4952.55VVKA = Vref, IKA = 10 мА, при TA = 25°C
Температурний дрейф опорної напруги(delta_Vref_temp)—1434mVVKA = Vref, IKA = 10 mA, TA = від 0°C до 70°C
Коефіцієнт зміни Vref до зміни напруги катода(delta_Vref_delta_VKA)—-1.4-2.7mV/VIKA = 10 mA, delta_VKA = 10 V до Vref, TA = 25°C
Вхідний струм виводу регулювання(Iref)—2.04µAIKA = 10 mA, R1 = 10 kΩ, R2 = розімкнено, TA = 25°C
Температурний дрейф вхідного струму виводу регулювання(delta_Iref_temp)—0.41.2µAIKA = 10 mA, R1 = 10 kΩ, R2 = розімкнено, TA = від 0°C до 70°C
Мінімальний струм катода для стабілізації(Imin)—0.41mAVKA = Vref, при TA = 25°C
Струм катода в закритому стані(Ioff)—0.11µAVKA = 36 В, Vref = 0 В, при TA = 25°C
Динамічний опір(ZKA)—0.20.5ΩVKA = Vref, IKA = 1 мА до 100 мА, f <= 1 кГц, TA = 25°C

Гранично допустимі параметри

Макс. напруга живлення (VDD/VCC)37 V
Макс. вихідний струм / струм піна150 mA
Температура зберігання-65 – 150 °C
Тепловий опір θJA (TO-92)140 °C/W
Тепловий опір θJC (TO-92)50 °C/W

Інженерні нюанси та підводні камені

Реальні апаратні застереження, обмеження розводки плати та помилки кристала, які варто знати до виготовлення.

Критично

Нестійкість при ємнісному навантаженні (межа динамічної стабільності)

TL431 схильний до самозбудження та коливань при прямому підключенні ємнісного навантаження між катодом та анодом без демпфування. Графіки граничної стабільності (рис. 9-14 у даташиті SLVS543S) свідчать, що ємності в діапазоні приблизно від 10нФ до 3мкФ (залежно від струму катода IKA та напруги VKA) утворюють зону умовної стійкості, викликаючи високочастотну генерацію та пульсації.

Як уникнути

Уникайте прямого встановлення конденсаторів ємністю від 10нФ до 3мкФ між катодом та анодом. Використовуйте або малу шунтувальну ємність (CL < 10нФ для ВЧ-фільтрації), або достатньо великий електролітичний конденсатор (CL > 10мкФ) із власним ESR, або послідовний демпфувальний резистор (від 1Ом до 10Ом) для виведення робочої точки із зони нестійкості.

Критично

Вимога щодо мінімального струму катода (1.0 мА для коректної стабілізації)

На відміну від пасивних стабілітронів, які плавно погіршують стабілізацію при малих струмах, внутрішня схема TL431 з операційним підсилювачем вимагає струму катода щонайменше 0.4мА типово та до 1.0мА максимум у всьому діапазоні температур. Якщо струм падає нижче 1мА, петля зворотного зв'язку розмикається і вихідна напруга стрибає до напруги живлення.

Як уникнути

Розраховуйте баластний резистор RSUP так, щоб при мінімальній напрузі живлення VSUP(min) та максимальному струмі навантаження ILOAD(max) струм катода IKA гарантовано перевищував 1.0мА (рекомендується проектувати струм спокою 2мА..5мА для надійного запасу стабілізації).

Увага

Похибка опорного струму при високому опорі подільника

Рівняння вихідної напруги TL431 має вигляд VO = Vref * (1 + R1 / R2) + Iref * R1. Вхід REF споживає струм Iref (2мкА типово, до 4мкА при 25°C, дрейф до 1.2мкА від температури). При виборі надто високоомних резисторів (R1 > 100кОм) доданок Iref * R1 створює відчутну похибку вихідної напруги та значний температурний дрейф.

Як уникнути

Вибирайте струм подільника Idiv = Vref / R2 щонайменше в 100 разів більшим за Iref (бажано Idiv >= 200мкА..1мА). Вибір R2 <= 10кОм гарантує, що нестабільність опорного струму внесе менше ніж 0.1% похибки у вихідну напругу.

Типові схеми ввімкнення

Прецизійне джерело опорної напруги на TL431

Топологія: Програмований паралельний стабілізатор напруги з послідовним резистором зміщення та резистивним дільником.

Переглянути схемуВідкрити у Web CAD редакторі

Офіційна документація та першоджерела

Офіційні даташити виробників напівпровідників, описи ревізій та технічні керівництва.

DATASHEETTexas Instruments

TL431x, TL432x Precision Programmable Reference

Допоможіть тримати сторінку точною

Знайшли пін, корпус або параметр, що не збігається з даташитом? Повідомте про це.

Повідомити про проблему

Відкриває публічну форму на GitHub, де цю сторінку вже вказано; потрібен безкоштовний акаунт GitHub. Як працюють звіти й підтвердження

Схожі компоненти

Texas Instruments

LM2596

Знижувальний імпульсний стабілізатор напруги з вихідним струмом до 3A, фіксованою частотою 150 кГц, вхідною напругою до 40В, вбудованим термозахистом та поцикловим обмеженням струму в корпусах TO-220 та TO-263.

Texas Instruments

LM7805

Фіксований лінійний стабілізатор додатної напруги 5 В, 1,5 А з внутрішнім обмеженням струму та тепловим захистом, у корпусах TO-220 і D2PAK.

Advanced Monolithic Systems

AMS1117-3.3

Лінійний LDO-стабілізатор позитивної напруги на 1 А з фіксованим виходом 3,3 В у корпусі SOT-223.

STMicroelectronics

LM317T

Регульований лінійний стабілізатор позитивної напруги від 1.2В до 37В зі струмом навантаження понад 1.5А у корпусі TO-220 з цоколівкою ADJ-OUT-IN та внутрішнім тепловим захистом.