O TL431 possui uma "tensão de interrupção" em si?


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Desejo obter uma referência estável de 3V a partir de uma fonte de + 3,3V ± 5% (para que possa ir tão baixo quanto 3.135V e tão alto quanto 3.465V.)

Eu sei que o TL431 é um regulador de derivação / zener, então, na verdade, não tem uma tensão de abandono, mas provavelmente há algum ponto acima de 3V no qual ele não pode manter a saída de 3V. O que eu quero saber é que um TL431 típico será capaz de lidar com isso?

Minha configuração de circuito está abaixo:

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

Respostas:


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Não há tensão de interrupção como tal. A tensão de referência é de 2,5V e funcionará alegremente a 2,5V se você curto-circuito no pino ref do catodo. A especificação importante a considerar é a corrente de derivação.

Você deve garantir que haja pelo menos 1 mA de polarização no dispositivo. (Com base na folha de dados da TI.) No seu circuito, com 115R e uma queda de tensão mínima de 3,135 - 3 = 0,135, você terminará com uma corrente de derivação de 0,135 / 115 = 1,1 mA. No entanto, o divisor de tensão que possui um resistor total de cerca de 3,7 kR vai usar quase 1 mA, não deixando o suficiente para o TL431. Você também precisa adicionar a corrente que você carregará, mas se for uma alta iminência - digamos, em um amplificador operacional - não deve ser um problema.

Você pode corrigir isso aumentando o valor dos resistores do divisor de tensão. Digamos que os multiplicemos por dez, para obter 6,34k e 31,6k. A corrente máxima de entrada para o pino ref é declarada em 4 uA, o que pode começar a dar alguns erros no ponto de ajuste (dependendo da precisão que você espera que o Vout seja). O pior caso de erro será de cerca de 4uA * 6,34k ou 25 mV.

A última coisa que você precisa considerar será a corrente de derivação máxima. Quando a tensão de entrada estiver no seu valor máximo, o resistor 115R terá 0,465 V através dele. Isso significa que a corrente de derivação (incluindo o divisor de tensão e a carga) será de 0,465 / 115 = 40 mA. Felizmente, isso está dentro dos 100 mA no máximo do 431.

Como ainda estamos muito abaixo da corrente máxima de derivação, você pode considerar reduzir o resistor em série - digamos 56R. Isso ajudará a saturar a corrente de derivação mínima sem alterar o divisor de tensão e ainda permanecer abaixo da classificação de corrente de derivação máxima com a tensão de entrada no máximo. Em corrente mais alta, você também precisará verificar a dissipação de energia. 100 mA * 3V fornece uma potência máxima de 300mW. Para alguns pacotes smd pequenos que estão ficando muito altos.

O problema básico ao tentar otimizar o circuito como está é o fato de a tensão no resistor em série ser muito baixa e qualquer variação na tensão de alimentação representar uma grande variação no resistor em série.

Se você não pode (como sugerido nos comentários) desperdiçar a corrente, pode precisar considerar uma abordagem diferente. Um regulador em série (será difícil com apenas 100mV de tensão de queda), reduza a tensão de referência ou aumente a tensão de alimentação do resistor em série.


Hmm esta configuração foi recomendado por calculadora de TI ...
Thomas O

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Eu gostaria de evitar desperdiçar 100mA apenas no TL431, existe alguma maneira de desperdiçar, digamos, apenas 10-20mA com a mesma saída? A saída 3V é de alta impedância, é um Vref para um ADC.
Thomas O

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Clint, 1up para esta resposta muito boa. Apenas uma pequena coisa: a dissipação de energia no TL431 precisa ser levada para o cálculo tanto quanto a corrente na saída do 431 ("Cathode").
Zebonaut 15/10/10

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Lembre-se também de que o TL431 possui uma corrente de afundamento máxima, além da qual a tensão não será mais regulada (e o dispositivo poderá ser danificado). Com 3.3V e 115R, você não estará nem perto disso.

Também é geralmente recomendado ter um pequeno capacitor do cátodo ao ânodo, por razões de estabilidade. (431s podem e oscilam). A faixa de capacitor 'segura' depende do ponto de ajuste e geralmente é especificada na folha de dados. Eu recomendaria algo de 1nF a 10nF e verifique se a saída não é um dente de serra.

Observe que nem todos os fabricantes têm curvas de região de estabilidade, mas é minha experiência que as curvas da folha de dados da National Instruments LM431 são válidas para os 431 reguladores de outros fornecedores (TI, ON Semi, Fairchild etc. etc. e assim por diante)

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