Секрет успеха TL431 — это одна из основных деталей современной электроники
Пошло чуть менее полувека. А точнее если сказать 45 лет. Как впервые об этой микросхеме TL431 появилась информация. И произошло ещё в 1977 году. Представила её в своих каталогах фирма Texas Instruments.
В чем же секрет такой популярности TL431. Как и где она применяется. Во многих изделиях современной электроники без неё практически не обходится ни один импульсный Блок Питания. Но область её применение не заканчивается только одними блоками питания, а намного шире.
Давайте попробуем разобраться
Как мы помним из предыдущих моих статей. Главная задача этой микросхемы — это стабилизация напряжения.
И если кто-то пропустил эту информацию вот ссылки ниже по которым можно перейти и посмотреть:
- TL431 принцип работы и очень простая проверка.
- TL431 — В роли усилителя мощности — Нестандартные схемные решения
- Видео TL431 — В роли усилитель звука — Нестандартные схемные решения. Спаять схему за 5 минут
Из этих статей и видео вы сможете узнать справочные данные об этой микросхеме. Также можно посмотреть простые методы проверки и нестандартные схемные решения с применением tl431.
А мы давайте всё-таки попробуем более досконально разобраться .В чём же популярность такой маленькой микросхемки которая имеет всего лишь 3 вывода.
Когда смотрите на корпус со стороны надписи, нумерация слева направо:
1. Управление
2. Анод 3.
Катод
Взглянем на реальные схемы с TL431
И конечно же в каждом тюнере. Неважно это спутниковый или Т2 тюнер обязательно присутствует эта микросхема tl431.
Но это не значит что она присутствует только в тюнерах. Её можно найти практически в любой современной электронике. Которая имеет внутренний или внешний блок питания от сети 220 вольт.
А так как последнее время почти все блоки питания стали импульсными. То без микросхемы TL431 практически нигде нельзя обойтись. Так как в них обязательно присутствует модуль стабилизации питания.
Если схематически представить блок-схему современного блока питания. Она состоит всего лишь из нескольких модулей.
Задача входного модуля довольно простая из переменного напряжения 220 вольт сделать постоянное.
Сердцем практически любого импульсного блока питания является ШИМ-контроллер. Он бывает сделанный на отдельной интегральной микросхеме. А иногда на дискретных элементах например транзисторах.
Бывает комбинированная случаи. Когда с микросхемами в паре могут работать те же транзисторы.
Но на ШИМ- контроллерах мы сегодня концентрироваться не будем. О них мы поговорим позже. Сегодня наша задача разобраться в том — Какую функцию выполняет микросхема tl431. И в чём важность её задачи. Что на сегодняшний день без неё не может обойтись почти не один импульсный блок питания.
А задача tl431 довольно простая. И становится понятно из самого функционального названия этой микросхемы — это стабилизатор напряжения
Продолжим. Также у импульсного блока питания имеется трансформатор и выходная часть. Где уже преобразованное напряжение. Хотя их может быть не одно, а несколько, выпрямляется и фильтруется.
Как раз в этом выходном блоке Мы всегда видим присутствие и нашей знаменитой микросхемы tl431.
Для примера давайте посмотрим на схемы некоторых из них:
И как же tl431 находясь в выходном модуле умудряется стабилизировать напряжение. Если за всё это отвечает ШИМ-контроллер
А всё довольно просто. Каждый ШИМ-контроллер. Не важно это отдельная микросхема или собранный на дискретных элементах. Он формирует сигнал определённой формы. Который подается на импульсный трансформатор.
Почему называется ШИМ-контроллер и что вообще такое ШИМ
Расшифровывается слово ШИМ к широтно-импульсная модуляция. И давайте посмотрим на рисунок
Из рисунка становится понятно что это сигналы импульсной формы. Ещё она называется меандр. Частота этого сигнала как правило фиксирована. A меняется ширина импульса. И чем он уже тем меньше мощности передаётся выходную часть. В нашем случае это импульсный трансформатор. А чем шире ступенька импульса тем больше мощности передается на выход. И конечно же будет выше выходной напряжение.
Нам как раз и не нужно чтобы напряжение росло или подало. Для нас оно должно быть задано фиксированной величины. Вне зависимости от нагрузки.
А если кто не помнит то напряжение под нагрузкой начинает проседать. Вот его и нужно держать в заданных пределах. Для этого и существуют модули которые отвечают за стабилизацию. Как раз в нашем случае это и есть tl431.
У каждого ШИМ контроллера есть отдельный вход. Который как раз и отвечает за эту широтно-импульсную модуляцию. В зависимости от того. Какое напряжение подано на вход управления ШИМа. Меняется ширина импульса в одну или в другую сторону.
Ну почему же тогда микросхема tl431 стоит в выходной части. И как она связана с ШИМ контроллером
А стоит она выходной части потому что ей нужно как раз следить за выходным напряжением. Как правило за каким-то одним. Если напряжений много. За тем которое считается главным. Или иногда она может контролировать сразу несколько напряжений.
А как же тогда Она передаёт сигналы управления первичную цепь на шим-контроллер.
И тут мы как раз подходим к другой довольно популярной радиодетали это оптрон pc817. Я нём также рассказывал некоторых своих видео и статьях ссылки будут чуть ниже
- Оптопара PC817 принцип работы и очень простая проверка.
- Генератор на оптроне. На примере PC817.
- Оптрон PC817 в режиме тиристора или самая простая схема проверки.
- PC817 эксперименты с оптопарой
Состоит PC 817 из двух гальванический независимых частей. Это светодиод и фототранзистор.
Хочу акцентировать само значение гальванически развязаны. Это значит что напряжение которое присутствует в сети 220 вольт никак не попадёт во вторичную цепь. Так как напряжение пробоя этой детали составляет несколько тысяч вольт.
Но несмотря на такой большой срок популярность этой микросхемы не исчезает.
Ещё раз если посмотрим на схему. Микросхема стабилизатор tl431 управляет светодиодом. Который в свою очередь управляет фото транзистором. А фототранзистор подключен к выводу ШИМ контроллера который и отвечает за ширину импульса.
Вот теперь всё стало на свои места. Как только напряжение выходит за нормы. И становятся или выше или ниже заданного напряжения. Микросхема tl431 управляет светодиодом. В зависимости от яркости его свечения транзистор открывается больше или закрывается. И тем самым управляя сигналом шим-контроллера. А если напряжение на выходе повысилось выше нормы. ШИМ-контроллер уменьшает ширину импульса и напряжения начинает падать. Если напряжение понизилось ниже заданного уровня. Ширина импульса увеличивается и напряжение возрастает. И за счёт того, что это всё происходит довольно быстро. Выходное напряжение поддерживается в заданных пределах.
