TL431 có điện áp bỏ rơi trên mạng không?

Tôi muốn có được một tham chiếu 3V ổn định từ nguồn cung cấp + 3,3V ± 5% (để nó có thể xuống thấp tới 3.135V và cao tới 3.465V.)

Tôi biết TL431 là bộ điều chỉnh shunt / zener, vì vậy không thực sự có điện áp rơi, nhưng có lẽ có một số điểm trên 3V mà tại đó nó không thể duy trì đầu ra 3V. Những gì tôi muốn biết là một TL431 điển hình có thể xử lý việc này không?

Cấu hình mạch của tôi là dưới đây:

         115R
+3.3V-+-/\/\/\---+----------+-------+-- 3V out
      |          |          |       |
     --- 100n    /          |      --- 4.7u
     --- 16V     \ 634R     |      --- 10V
      |          /       ___|__|    |
     ---         |       | / \     ---
      -          +--------/___\     -
                 |          |
                 /          |
                 \ 3.16k    |
                 /          |
                 |          |
                ---        ---
                 -          -

Không có điện áp bỏ học như vậy. Điện áp tham chiếu là 2,5V và nó sẽ chạy rất vui ở mức 2,5V nếu bạn đoản mạch pin ref vào cực âm. Thông số quan trọng cần xem xét là dòng điện shunt.

Bạn phải đảm bảo rằng có ít nhất 1 mA độ lệch của thiết bị. (Dựa trên bảng dữ liệu TI.) Từ mạch của bạn, với 115R và mức giảm điện áp tối thiểu 3.135 - 3 = 0.135, bạn sẽ kết thúc với dòng điện shunt là 0.135 / 115 = 1.1 mA. Tuy nhiên, bộ chia điện áp có tổng điện trở khoảng 3,7 kR sẽ sử dụng gần 1 mA, không để lại đủ cho TL431. Bạn cũng phải thêm vào dòng điện mà bạn tải sẽ sử dụng, nhưng nếu đó là một sự phụ thuộc cao - nói vào một op-amp - thì đó không phải là vấn đề.

Bạn có thể khắc phục điều đó bằng cách tăng giá trị của điện trở chia điện áp. Nói rằng chúng tôi nhân chúng với mười, để có được 6,34k và 31,6k. Dòng đầu vào tối đa cho pin ref được xác định là 4 uA, có thể bắt đầu cung cấp cho bạn một số lỗi trong điểm đặt (tùy thuộc vào mức độ chính xác mà bạn mong đợi Vout). Lỗi trường hợp xấu nhất sẽ là khoảng 4uA * 6,34k hoặc 25 mV.

Điều cuối cùng bạn cần xem xét sẽ là dòng shunt maxiumum. Khi điện áp đầu vào ở giá trị tối đa, điện trở 115R sẽ có 0.465 V trên nó. Điều này có nghĩa là dòng điện shunt (bao gồm cả bộ chia điện áp và tải) sẽ là 0.465 / 115 = 40 mA. May mắn thay, đó là trong phạm vi tối đa 100 mA của 431.

Bởi vì chúng ta vẫn còn thấp hơn dòng shunt tối đa, bạn có thể xem xét giảm điện trở loạt - nói quá 56R. Điều đó sẽ giúp bão hòa dòng shunt tối thiểu mà không thay đổi bộ chia điện áp và vẫn ở dưới mức đánh giá dòng shunt tối đa với điện áp đầu vào ở mức cực đại. Ở hiện tại cao hơn, bạn cũng sẽ cần phải kiểm tra tản điện. 100 mA * 3V cho công suất tối đa 300mW. Đối với một số gói smd nhỏ đang nhận được một chút quá cao.

Vấn đề cơ bản là cố gắng tối ưu hóa mạch như hiện tại, xuất phát từ thực tế là điện áp trên điện trở sê-ri quá thấp và bất kỳ sự thay đổi nào trong điện áp cung cấp đều thể hiện sự thay đổi lớn trên điện trở sê-ri.

Nếu bạn không thể (như được đề xuất trong các bình luận) đủ khả năng để lãng phí hiện tại, bạn có thể cần phải xem xét một cách tiếp cận khác biệt. Hoặc là một bộ điều chỉnh loạt (sẽ khó khăn chỉ với điện áp rơi 100mV), giảm điện áp tham chiếu của bạn hoặc tăng điện áp cung cấp cho điện trở loạt.

Cũng nên nhớ rằng TL431 có dòng điện chìm tối đa, ngoài ra điện áp sẽ không còn được điều chỉnh (và thiết bị có thể bị hỏng). Với 3,3V và 115R, bạn sẽ không thể ở gần đó.

Thông thường cũng nên có một tụ điện nhỏ từ cực âm đến cực dương, vì lý do ổn định. (431s có thể và làm dao động). Phạm vi tụ điện 'an toàn' phụ thuộc vào điểm đặt và thường được chỉ định trong biểu dữ liệu. Tôi muốn giới thiệu một cái gì đó từ 1nF đến 10nF và kiểm tra để đảm bảo đầu ra không phải là răng cưa.

Lưu ý rằng không phải tất cả các nhà sản xuất đều có các đường cong khu vực ổn định, nhưng theo kinh nghiệm của tôi, các đường cong trong biểu dữ liệu LM431 của National instrument đúng với các bộ điều chỉnh 431 của nhà cung cấp khác (TI, ON Semi, Fairchild, v.v. v.v.)