ในโพสต์นี้เราเรียนรู้ว่า IC ตัวควบคุมการแบ่งทำงานโดยทั่วไปในวงจร SMPS อย่างไร เรานำตัวอย่างอุปกรณ์ TL431 ยอดนิยมและพยายามทำความเข้าใจการใช้งานในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ผ่านบันทึกการใช้งานบางส่วน
ข้อกำหนดทางไฟฟ้า
ในทางเทคนิคอุปกรณ์ TL431 เรียกว่าตัวควบคุม shunt ที่ตั้งโปรแกรมได้ในแง่ง่ายๆอาจเข้าใจว่าเป็นไดโอดซีเนอร์ที่ปรับได้
มาเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อกำหนดและบันทึกการใช้งาน
TL431 มาพร้อมกับคุณสมบัติหลักดังต่อไปนี้:
- แรงดันไฟฟ้าขาออกที่ตั้งค่าได้หรือตั้งโปรแกรมได้ตั้งแต่ 2.5V (อ้างอิงขั้นต่ำ) ถึง 36 โวลต์
- ความต้านทานเอาต์พุตไดนามิกต่ำประมาณ 0.2 โอห์ม
- ความสามารถในการจัดการกระแสจมสูงสุด 100mA
- การสร้างเสียงรบกวนนั้นแตกต่างจากซีเนอร์ทั่วไป
- เปลี่ยนการตอบสนองอย่างรวดเร็ว
IC TL431 ทำงานอย่างไร
TL431 เป็นทรานซิสเตอร์สามพินเช่น (เช่น BC547) ที่ปรับได้หรือตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งโปรแกรมได้
แรงดันไฟฟ้าขาออกสามารถกำหนดขนาดได้โดยใช้ตัวต้านทานเพียงสองตัวบนพินที่ระบุของอุปกรณ์
แผนภาพด้านล่างแสดงแผนภาพบล็อกภายในของอุปกรณ์และการกำหนดขาออก
แผนภาพต่อไปนี้ระบุพินของอุปกรณ์จริง มาดูกันว่าอุปกรณ์นี้สามารถกำหนดค่าให้เป็นวงจรจริงได้อย่างไร
ตัวอย่างวงจรโดยใช้ TL431
วงจรด้านล่างแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ข้างต้น TL431 สามารถใช้เป็นตัวควบคุมการปัดทั่วไปได้อย่างไร
รูปด้านบนแสดงให้เห็นว่าด้วยความช่วยเหลือของตัวต้านทานเพียงสองตัว TL431 สามารถต่อสายเป็นตัวควบคุมการปัดเพื่อสร้างเอาต์พุตระหว่าง 2.5v ถึง 36v R1 เป็นตัวต้านทานแบบแปรผันที่ใช้สำหรับปรับแรงดันไฟฟ้าขาออก
ตัวต้านทานอนุกรมที่อินพุตบวกของอุปทานสามารถคำนวณได้โดยใช้กฎของโอห์ม:
R = Vi / I = Vi / 0.1
ในที่นี้ Vi คืออินพุตแหล่งจ่ายซึ่งต้องต่ำกว่า 35 V 0.1 หรือ 100 mA คือข้อกำหนดการแบ่งกระแสสูงสุดของ IC และ R คือตัวต้านทานในโอห์ม
การคำนวณ Shunt Regulator Resistors
สูตรต่อไปนี้เหมาะสำหรับการรับค่าของส่วนประกอบต่างๆที่ใช้ในการแก้ไขแรงดันไฟฟ้าปัด
Vo = (1 + R1 / R2) Vref
ในกรณีที่จำเป็นต้องใช้ 78XX ร่วมกับอุปกรณ์สามารถใช้วงจรต่อไปนี้:
กราวด์ของแคโทด TL431 เชื่อมต่อกับพินกราวด์ของ 78XX เอาต์พุตจาก IC 78XX เชื่อมต่อกับเครือข่ายตัวแบ่งที่มีศักยภาพซึ่งกำหนดแรงดันไฟฟ้าขาออก
สามารถระบุชิ้นส่วนได้ผ่านสูตรที่แสดงในแผนภาพ
การกำหนดค่าข้างต้นถูก จำกัด ไว้ที่กระแสสูงสุด 100 mA ที่เอาต์พุต สำหรับการรับกระแสที่สูงขึ้นอาจใช้บัฟเฟอร์ทรานซิสเตอร์ดังแสดงในวงจรต่อไปนี้
ในแผนภาพด้านบนการจัดวางชิ้นส่วนส่วนใหญ่จะคล้ายกับการออกแบบตัวควบคุมการแบ่งส่วนแรกยกเว้นว่าที่นี่แคโทดจะมีตัวต้านทานเป็นค่าบวกและจุดนั้นก็กลายเป็นทริกเกอร์ฐานของทรานซิสเตอร์บัฟเฟอร์ที่เชื่อมต่อด้วย
กระแสเอาต์พุตจะขึ้นอยู่กับขนาดของกระแสที่ทรานซิสเตอร์สามารถจมได้
ในแผนภาพด้านบนเราจะเห็นตัวต้านทานสองตัวที่ไม่ได้กล่าวถึงค่าตัวหนึ่งเป็นอนุกรมพร้อมสายจ่ายอินพุตอีกตัวที่ฐานของทรานซิสเตอร์ PNP
ตัวต้านทานที่ด้านอินพุตจะ จำกัด กระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ทนได้ซึ่งทรานซิสเตอร์ PNP สามารถจมหรือปัดได้ สามารถคำนวณได้ในลักษณะเดียวกับที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้สำหรับแผนภาพตัวควบคุม TL431 แรก ตัวต้านทานนี้ช่วยป้องกันทรานซิสเตอร์จากการเผาไหม้เนื่องจากไฟฟ้าลัดวงจรที่เอาต์พุต
ตัวต้านทานที่ฐานของทรานซิสเตอร์ไม่สำคัญและอาจเลือกอะไรก็ได้ระหว่าง 1k ถึง 4k7 โดยพลการ
พื้นที่การใช้งานของ IC TL431
แม้ว่าการกำหนดค่าข้างต้นสามารถใช้ในสถานที่ใด ๆ ที่อาจต้องมีการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำและการอ้างอิง แต่ก็มีการใช้อย่างกว้างขวางในวงจร SMPS ในปัจจุบันเพื่อสร้างแรงดันอ้างอิงที่แม่นยำสำหรับตัวเชื่อมต่อออปโปที่เชื่อมต่อซึ่งจะแจ้งให้ mosfet อินพุตของ SMPS เพื่อควบคุม แรงดันขาออกอย่างแม่นยำในระดับที่ต้องการ
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมโปรดไปที่ https://www.fairchildsemi.com/ds/TL/TL431A.pdf
คู่ของ: วงจรตั้งเวลาหลอดไฟประตูอัตโนมัติ ถัดไป: วงจรป้องกันเฟสเดียว
