Схема контроля напряжения на кремниевом стабилитроне TL431. Схемотехника

Опубликовано 08.04.2011 Ведущий Валерий Харыбин

Кремниевый стабилитрон TL431 – это трехполюсной шунт-регулятор напряжения с параллельным включением регулирующего элемента. Его напряжение на выходе может устанавливаться в диапазоне от 2.5В до 36В, с использованием двух внешних резисторов, как делителей напряжения. TL431 – регулируемый стабилизатор напряжения, в его трехвыводном корпусе находится 10 транзисторов, выполняющие роль программируемого стабилитрона. За счет усложненной внутри корпусной конструкции, микросхема обладает высокой термостабильностью и повышенной крутизной характеристики. Благодаря своим высоким характеристикам, микросхема TL431 нашла широкое применение в качестве внутрисхемного регулятора в источниках питания и зарядных устройствах.
Рассмотрим пример устройства, основанном на принципе сигнализатора превышении напряжения на выходе источника питания. Цель контроля состоит в том, чтобы зажечь светодиод при достижении критического значения напряжения, не допускающего дальнейшую работу источника питания с допустимыми нагрузками. Как работает сигнализатор? При напряжении на управляющем электроде стабилитрона менее 2.5В, таково его минимальное опорное напряжение, стабилитрон закрыт. Протекающий через него ток, составляющий всего 3-4мА, не способен зажечь светодиод, хотя наблюдается очень слабое, почти незаметное свечение. Это явление устраняется включением резистора параллельно светодиоду, его номинал составляет примерно 2 – 3кОм. Когда напряжение превысит 2.5В, стабилитрон откроется и засветит светодиод. Необходимое ограничение тока через стабилитрон и светодиод обеспечивает резистор R3. Существует простое уравнение, с помощью которого осуществляется подбор номиналов резисторов для необходимого напряжения срабатывания сигнализатора, в данном случае светодиода. Например, необходимо включение светодиода, при превышении напряжения в 5В. Умножаем 2.5В на (1 + делимое значение 1000 Ом на 1000 Ом, которое составляет – 1000 Ом или 1кОм). Получается 5В. Резистор R3 является токовой защитой светодиода, его номинал, исходя от существующего напряжения, составляет 500 – 800 Ом; R4 – препятствует слабому свечению светодиода в номинальном режиме работы источника питания.