TL431 là nguồn điện áp tham chiếu có độ chính xác có thể điều chỉnh/bộ điều chỉnh zener có thể lập trình phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong thiết kế nguồn điện. Chức năng chính của nó là hoạt động như một nguồn điện áp tham chiếu chính xác. Nó cung cấp điện áp tham chiếu 2,495V (giá trị điển hình) bên trong. Nó có độ ổn định cao và đặc tính trôi dạt ở nhiệt độ thấp. Nó cũng có thể được sử dụng như một diode zener có thể điều chỉnh được. Điện áp đầu ra có thể được đặt bằng cách chia điện áp của điện trở bên ngoài và phạm vi điều chỉnh là khoảng 2,5V-36V. TL431 có cấu trúc hấp tải (Shunt), tương tự như chế độ hoạt động của diode zener. Nó có thể hấp thụ dòng điện dư thừa, ổn định điện áp đầu ra đến giá trị cài đặt và có đặc tính chuyển mạch. Nó có thể được sử dụng như một bộ so sánh hoặc công tắc điều khiển đơn giản.
Các tình huống ứng dụng phổ biến của TL431 bao gồm đóng vai trò là tham chiếu điện áp chính xác trong nguồn điện chuyển mạch, có thể được sử dụng cùng với bộ ghép quang trong đường điều khiển phản hồi để điều chỉnh điện áp đầu ra (ví dụ: mô-đun AC-DC, DC-DC) hoặc làm tham chiếu cho nguồn điện được điều chỉnh tuyến tính để cung cấp điện áp tham chiếu ổn định cho bộ điều chỉnh hoặc bộ so sánh tuyến tính. Trong mạch bảo vệ quá áp/thấp áp, nó có thể được kết hợp với bộ chia điện áp và bóng bán dẫn để bắt đầu bảo vệ khi giám sát điện áp vượt quá hoặc dưới ngưỡng. TL431 cũng có thể được sử dụng trong các bộ so sánh đơn giản, có thể được sử dụng làm bộ so sánh chi phí thấp để so sánh điện áp đầu vào với điện áp tham chiếu. TL431 còn có thể phát hiện điện áp trong mạch sạc pin, phát hiện xem điện áp sạc có đạt tiêu chuẩn hay không và điều khiển công tắc quá trình sạc.
Sơ đồ đơn giản hóa của TL431
Sơ đồ đơn giản hóa của TL431
TL431 có ưu điểm là độ chính xác cao, độ ổn định tốt (phiên bản có độ chính xác ± 0,5% hoặc ± 1%), chi phí thấp, dễ lấy, điện áp điều chỉnh được, độ đàn hồi cao, mạch ứng dụng đơn giản và thay thế trực tiếp diode zener.
Để giúp bạn hiểu rõ hơn về ứng dụng của TL431, phần sau đây mô tả các mạch phổ biến nhất của ba TL431, cũng như một mạch chức năng thực tế được chế tạo bằng các thành phần độc lập.
Thiết kế mạch tham chiếu điện áp 2,5V với TL431
Khi bạn muốn thiết kế mạch tham chiếu điện áp 2,5V với TL431, bạn thực sự sử dụng điện áp tham chiếu chính xác tích hợp của nó (điển hình là 2,495V) để tạo ra điện áp 2,5V ổn định. Đây là một trong những ứng dụng cơ bản và thông dụng nhất của TL431. TL431 có ưu điểm là độ chính xác cao ± 0,5% và ổn định nhiệt độ tốt. Nó phù hợp để sử dụng làm điểm chuẩn của ADC/DAC hoặc bộ so sánh và chi phí thấp giúp dễ dàng có được các thành phần.
Ba chân của TL431 gồm có Reference, nối bên trong với điện áp tham chiếu 2.495V, Cathede (K) nối với đầu ra (tương đương với cực dương), Anode (A) nối đất (GND). Khi Ref và Cathede bị đoản mạch, TL431 sẽ xuất ra điện áp tham chiếu tích hợp ≈ 2,5V. Nếu Ref không được kết nối với Cathede mà điện áp được chia cho điện trở, TL431 có thể được điều chỉnh về điện áp đầu ra cao hơn (ví dụ: 3,3V, 5V, v.v.). Tuy nhiên, khi đạt được đầu ra tham chiếu 2,5V, việc rút ngắn trực tiếp Ref và Cathede là cách dễ dàng và ổn định nhất để thực hiện việc này.
Ví dụ về mạch tham chiếu điện áp 2,5V
Ví dụ về mạch tham chiếu điện áp 2,5V
Đầu tiên, mạch đầu tiên được giới thiệu cũng là mạch tham chiếu điện áp 2,5V được sử dụng phổ biến nhất. Kết nối trực tiếp Ref và cực âm của TL431 làm nguồn tham chiếu điện áp 2,5V. Trong quá trình sử dụng, chỉ cần tính giá trị điện trở của R1 theo điện áp và dòng điện đầu vào thực tế để đảm bảo dòng điện từ 1mA đến 100mA và điện áp nguồn nhỏ hơn 36V.