Схема включения и параметры TL431

Управляемый стабилизатор напряжения TL431 (ON Semiconductor)

Описание

TL431 – datasheet на русском. TL431 представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения параллельного типа (интегральный аналог стабилитрона) и предназначен для использования в качестве ИОН и регулируемого стабилитрона с гарантированной термостабильностью по сравнению с применяемым коммерческим температурным диапазоном.

Выходное напряжение может быть установлено на любом уровне от 2,495 V (VREF) до 36 V, для этого применяются два внешних резистора, которые являются делителем напряжения.

Этот стабилизатор имеет широкий диапазон рабочих токов от 1,0 мА до 100 мА с динамическим сопротивлением 0,22 Ом. Активные выходные элементы TL431 обеспечивают резкие характеристики включения, благодаря чему эта микросхема работает лучше обычных стабилитронов во многих схемах.

Погрешность опорного напряжения ± 0,4% (TL431B) позволяет отказаться от использования переменного резистора, что экономит затраты и уменьшает проблемы дрейфа и надежности.

Особенности TL431

  • Программируемое выходное напряжение до 36 V
  • Точность опорного напряжения: ±0.4%, Typ @ 25°C (TL431B)
  • Низкое динамическое выходное сопротивление, 0.22 Ом
  • Рабочий ток от 1,0 мА до 100 мА
  • Эквивалентный температурный коэффициент 50 ppm/°C
  • Термостабильность во всем диапазоне рабочих температур
  • Низкий выходной шум
  • Без содержания свинца

Электрические характеристики TL431

  • Входное (опорное) напряжение 2.495 V
  • Рабочий ток от 1 мА до 100 мА
  • Выходное напряжение от 2.495 до 36V
  • Входной ток 1.8 µA
  • Динамическое сопротивление 0,22 Ом

Цоколевка TL431

TL431 выпускается в нескольких корпусах

Схемы включения TL431

Напряжение на выходе этой схемы будет равно напряжению внутреннего ИОН TL431, то есть 2.5 V.

Схема ниже заменяет обычные стабилитроны с напряжением стабилизации от 2.5 до 36 вольт. Изменяя номиналы резисторов в делителе напряжения (R1, R2) можно менять выходное напряжение.

Рекомендованный максимальный ток для TL431 – 100 мА. Если нужен более мощный стабилитрон, можно использовать следующую схему. Максимальный ток будет зависеть от применяемого транзистора.

На рисунке ниже представлена схема компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа. По сравнению с предыдущей схемой, такой стабилизатор отличается меньшим входным сопротивлением, большим коэффициентом стабилизации, большим выходным током.

Одной из типовых схем включения TL431 является стабилизатор тока.

С помощью TL431 можно увеличить выходное напряжение стабилизатора 7805 и ему подобных.

На следующем рисунке изображена схема индикатора напряжения. Светодиод будет светиться, когда контролируемое напряжение находится между верхним (устанавливается R3,R4) и нижним уровнем (R1,R2).

Компаратор с температурно-компенсированным порогом.

Как работает TL431

Если управляющее напряжение превышает 2.5 вольта (внутренний источник опорного напряжения), выходной транзистор TL431 открывается, в результате чего между катодом и анодом TL431 протекает ток. Если управляющее напряжение меньше 2.5 вольт, то ток между катодом и анодом не протекает (вернее он очень маленький).

Описание регулируемого стабилитрона TL431. Схемы включения, цоколевка, аналоги, datasheet

Микросхема TL431 — это регулируемый стабилитрон. Используется в роли источника опорного напряжения в схемах различных блоков питания.

Технические характеристики TL431

  • напряжение на выходе: 2,5…36 вольт;
  • выходное сопротивление: 0,2 Ом;
  • прямой ток: 1…100 мА;
  • погрешность: 0,5%, 1%, 2%;

Функциональная схема

Цоколевка TL431

TL431 имеет три вывода: катод, анод, вход.

Аналоги TL431

Отечественными аналогами TL431 являются:

  • КР142ЕН19А
  • К1156ЕР5Т

К зарубежным аналогам можно отнести:

  • KA431AZ
  • KIA431
  • HA17431VP
  • IR9431N
  • AME431BxxxxBZ
  • AS431A1D
  • LM431BCM
Читайте также:
Теплый раствор для кладки керамических блоков

[info] Регулируемый стабилитрон TL431
[/info]

Схемы включения TL431

Микросхема стабилитрон TL431 может использоваться не только в схемах питания. На базе TL431 можно сконструировать всевозможные световые и звуковые сигнализаторы. При помощи таких конструкций возможно контролировать множество разнообразных параметров. Самый основной параметр — контроль напряжения.

Переведя какой-нибудь физический показатель при помощи различных датчиков в показатель напряжения, возможно изготовить прибор, отслеживающий, например, температуру, влажность, уровень жидкости в емкости, степень освещенности, давление газа и жидкости. ниже приведем несколько схем включения управляемого стабилитрона TL431.

Стабилизатор тока на TL431

Данная схема является стабилизатором тока. Резистор R2 выполняет роль шунта, на котором за счет обратной связи устанавливается напряжения 2,5 вольт. В результате этого на выходе получаем постоянный ток равный I=2,5/R2.

Индикатор повышения напряжения

Работа данного индикатора организована таким образом, что при потенциале на управляющем контакте TL431 (вывод 1) меньше 2,5В, стабилитрон TL431 заперт, через него проходит только малый ток, обычно, менее 0,4 мА. Поскольку данной величины тока хватает для того чтобы светодиод светился, то что бы избежать этого, нужно просто параллельно светодиоду подсоединить сопротивление на 2…3 кОм.

В случае превышения потенциала, поступающего на управляющий вывод, больше 2,5 В, микросхема TL431 откроется и HL1 начнет гореть. Сопротивление R3 создает нужное ограничение тока, протекающий через HL1 и стабилитрон TL431. Максимальный ток проходящий через стабилитрон TL431 находится в районе 100 мА. Но у светодиода максимально допустимый ток составляет всего 20 мА. Поэтому в цепь светодиода необходимо добавить токоограничивающий резистор R3. Его сопротивление можно рассчитать по формуле:

R3 = (Uпит. – Uh1 – Uda)/Ih1

где Uпит. – напряжение питания; Uh1 – падение напряжения на светодиоде; Uda – напряжение на открытом TL431 (около 2 В); Ih1 – необходимый ток для светодиода (5…15мА). Также необходимо помнить, что для стабилитрона TL431 максимально допустимое напряжение составляет 36 В.

Величина напряжения Uз при котором срабатывает сигнализатор (светится светодиод), определяется делителем на сопротивлениях R1 и R2. Его параметры можно подсчитать по формуле:

R2 = 2,5 х Rl/(Uз — 2,5)

Если необходимо точно выставить уровень срабатывания, то необходимо на место сопротивления R2 установить подстроечный резистор, с бОльшим сопротивлением. После окончания точной настройки, данный подстроичник можно заменить на постоянный.

Иногда необходимо проверять несколько значений напряжения. В таком случае понадобятся несколько подобных сигнализатора на TL431 настроенных на свое напряжение.

Проверка исправности TL431

Вышеприведённой схемой можно проверить TL431, заменив R1 и R2 одним переменным резистором на 100 кОм. В случае, если вращая движок переменного резистора светодиод засветится , то TL431 исправен.

Индикатор низкого напряжения

Разница данной схемы от предшествующей в том, что светодиод подключен по-иному. Данное подключение именуется инверсным, так как светодиод светится только когда микросхема TL431 заперта.

Если же контролируемое значение напряжения превосходит уровень, определенный делителем Rl и R2, микросхема TL431 открывается, и ток течет через сопротивление R3 и выводы 3-2 микросхемы TL431. На микросхеме в этот момент существует падение напряжения около 2В, и его явно не хватает для свечения светодиода. Для стопроцентного предотвращения загорания светодиода в его цепь дополнительно включены 2 диода.

Читайте также:
Электрическая сабельная пила: советы о том, как выбрать

В момент, когда исследуемая величина окажется меньше порога определенного делителем Rl и R2, микросхема TL431 закроется, и на ее выходе потенциал будет значительно выше 2В, вследствие этого светодиод HL1 засветится.

Индикатор изменения напряжения

Если необходимо следить всего лишь за изменением напряжения, то устройство будет выглядеть следующим образом:

В этой схеме использован двухцветный светодиод HL1. Если потенциал ниже порога установленного делителем R1 и R2, то светодиод горит зеленым цветом, если же выше порогового значения, то светодиод горит красным цветом. Если же светодиод совсем не светится, то это означает что контролируемое напряжение на уровне заданного порога (0,05…0,1В).

Работа TL431 совместно с датчиками

Если необходимо отслеживать изменение какого-нибудь физического процесса, то в этом случае сопротивление R2 необходимо поменять на датчик, характеризующейся изменением сопротивления вследствие внешнего воздействия.

Пример такого модуля приведен ниже. Для обобщения принципа работы на данной схеме отображены различные датчики. К примеру, если в качестве датчика применить фототранзистор, то в конечном итоге получится фотореле, реагирующее на степень освещенности. До тех пор пока освещение велико, сопротивление фототранзистора мало.

Вследствие этого напряжение на управляющем контакте TL431 ниже заданного уровня, из-за этого светодиод не горит. При уменьшении освещенности увеличивается сопротивление фототранзистора. По этой причине увеличивается потенциал на контакте управления стабилитрона TL431. При превышении порога срабатывания (2,5В) HL1 загорается.

Данную схему можно использовать как датчик влажности почвы. В этом случае вместо фототранзистора нужно подсоединить два нержавеющих электрода, которые втыкают в землю на небольшом расстоянии друг от друга. После высыхания почвы, сопротивление между электродами возрастает и это приводит к срабатыванию микросхемы TL431, светодиод загорается.

Если же в качестве датчика применить терморезистор, то можно сделать из данной схемы термостат. Уровень срабатывания схемы во всех случаях устанавливается посредством резистора R1.

TL431 в схеме со звуковой индикацией

Помимо приведенных световых устройств, на микросхеме TL431 можно смастерить и звуковой индикатор. Схема подобного устройства приведена ниже.

Данный звуковой сигнализатор можно применить в качестве контроля за уровнем воды в какой-либо емкости. Датчик представляет собой два нержавеющих электрода расположенных друг от друга на расстоянии 2-3 мм.

Как только вода коснется датчика, сопротивление его понизится, и микросхема TL431 войдет в линейный режим работы через сопротивления R1 и R2. В связи с этим появляется автогенерация на резонансной частоте излучателя и раздастся звуковой сигнал.

Калькулятор для TL431

Для облегчения расчетов можно воспользоваться калькулятором:


Скачать калькулятор для TL431 (103,4 KiB, скачано: 31 554)
Скачать datasheet TL431 на русском (702,6 KiB, скачано: 20 393)

Характеристики и схема включения TL431

Устройство TL431 является стабилизатором напряжения и программируемым источником опорного напряжения. Оно является наиболее популярным в сфере использования импульсных источников питания. В статье объясняется, что это такое, имеется описание того, где и как используются TL431 и TL431A, рассказывается, какие существуют особенности конструкции. Также указаны технические характеристики и прилагаются схемы подключения и применения устройства.

Что это такое

Параллельный стабилизатор TL431 работает так же, как стандартный стабилизатор. Различие уровня напряжения выхода и входа компенсируется благодаря мощному транзистору биполярного типа. Стабилизация будет лучше при условии того, что обратная связь поступает с выхода самого стабилизатора.

Читайте также:
Схема баварской кладки кирпича

Резистор R1 должен быть рассчитан на минимальный ток, который равен 5 мА. Резисторы R2 и R3 рассчитываются аналогично, как для стабилизатора параметрического типа. Через каждый резистор протекает ток, у которого сила обратно пропорциональна значению сопротивления резистора. Существует два типа соединений резисторов: параллельное и последовательное соединение в форме цепи.

Где и как используется

Такие устройства, как правило, используются для компенсации колебаний напряжения в сети. Например, когда включена большая машина, потребность в энергии внезапно становится намного выше. Стабилизатор напряжения компенсирует изменение нагрузки. Стабилизаторы напряжения обычно работают в диапазоне напряжений, например, 150-240 В или 90-280 В.

Стабилизаторы напряжения используются в таких устройствах, как блоки питания компьютеров, где они стабилизируют напряжения постоянного тока. В автомобильных генераторах и центральных электростанциях-генераторах стабилизаторы напряжения контролируют мощность установки.

Выпускать устройство TL431 начали в 1977 году. Оно применяется в качестве источника опорного напряжения в схемах различных блоков питания ТВ, DVD, тюнеров и других разновидностей видео- и аудиотехники.

Также устройство необходимо для реализации обратной связи: выходное напряжение очень большое или же очень маленькое. Эксплуатируя участок цепи, который называется бандгап (источник опорного напряжения; его величина определяется шириной запрещённой зоны), TL431 является стабильным источником опорного напряжения в широких температурных диапазонах.

Особенности конструкции

У TL431 есть альтернативная версия TL43LI, у которой более лучшая стабильность, а также более низкий температурный дрейф (VI (dev)). Также у улучшенной версии более низкий опорный ток, которой необходим для повышения уровня точности всей системы.

Устройство TL431 является трёхконтактным и регулируется шунтирующим регулятором с термической стабильностью. Напряжение на выходе может устанавливаться между значением источника опорного напряжения (Vref) 2.5 и 36 В с двумя внешними резисторами. У устройства на выходе стандартный электрический импенданс – 0,2 Ом. Схема активного выхода обеспечивает очень точный способ включения. Эта возможность делает аппарат превосходной заменой диодов Зенера (стабилитронов) во многих областях применения, таких как встроенное регулирование и переключение источников питания.

Другая версия устройства – TL432 – имеет те же функциональные и технические характеристики, что и верися TL431, но имеет различные выводы для цоколевки DBV, DBZ и PK. Обе версии TL431 и TL432 представлены в трех классах с изначальными температурными пределами (при 25 градусах) 0.5%, 1% и 2% для B, A и стандартного класса соответственно. Более того, низкий дрейф на выходе в зависимости от температуры обеспечивает хорошую стабильность во всем диапазоне рабочих температур.

Цоколевка TL431 имеет следующий вид:

Распиновка TL431 выглядит так:

Технические характеристики TL431 и TL431A

У TL431A и TL431 такие параметры:

  • Мощность составляет 0.2 Вт.
  • Электрический ток на выходе достигает 100 мА.
  • Напряжение на выходе варьируется от 2,5 до 36 В.
  • Рабочая температура TL431 в диапазоне от 0 до +70 градусов.
  • Рабочая температура TL431A варьируется от -40 до +85 градусов.

Также важны другие параметры.

Выходное напряжение

Оно может поддерживаться постоянным только в указанных пределах.

Регулировка нагрузки

Эта характеристика является изменением выходного напряжения для данного текущего тока нагрузки

Линейное регулирование или регулирование на входе

Это степень, в которой выходное напряжение претерпевает изменения с изменением входного (питающего) напряжения. Это аналогично отношению изменения выходного сигнала к входному или изменению выходного напряжения за весь промежуток времени.

Читайте также:
Шторка или стеклянная перегородка: что выбрать для ванной комнаты?

Температурный коэффициент выходного напряжения

Это показатель изменения температуры (усредненное по заданному температурному диапазону).

Изначальная точность регулятора напряжения (или точность напряжения)

Оно отображает ошибку в выходном напряжении для заданного регулятора без учета температурного фактора на точность вывода.

Падение напряжения

Показатель – минимальная разница между входным и выходным напряжением. Для этой разницы регулятор все еще может подавать указанный ток. Дифференциальный ток ввода-вывода, при котором регулятор напряжения не будет выполнять свою функцию, – падение напряжения. Дальнейшее снижение входного напряжения может привести к понижению выходного напряжения. Данное значение зависит от тока нагрузки и температуры перехода.

Пусковой ток или импульсный входной ток

Также называется импульсный выброс при включении. Данный параметр отображает максимальный мгновенный входной ток, который потребляется устройством во время первого включения. Период длительности пускового тока – полсекунды (или несколько миллисекунд), тем не менее он почти всегда высок. Учитывая это, он является опасным, так как может постепенно сжигать детали (в течение нескольких месяцев), особенно если нет соответствующей защиты от такого типа тока.

Ток покоя в цепи регулятора

Этот электрический ток потребляется внутри цепи. Он недоступен для нагрузки и измеряется как входной ток без подключения нагрузки.

Переходная реакция

Эта реакция происходит, когда случается внезапное изменение электротока нагрузки или же входного напряжения.

Расчёт напряжения TL431

Схемы применения TL431

Для того, чтобы правильно подключить, важно соблюдать технику безопасности и следовать последовательности, как, например, при применении схемы подключении двухклавишного выключателя или при применении схемы подключения узо.

Работа микросхемы

Извне принцип работы аппарата выделяется довольно несложно. Если подать на контакт ref напряжение, которое превышает 2 В, тогда выходной транзистор проведёт электрически ток между анодом и катодом. Ток, который идёт к микросхеме, в блоке питания в таком случае увеличивается. Это вызывает уменьшение мощности блока питания. Затем происходит уменьшение напряжения до допустимого уровня. Следовательно, для блока питания применяют TL431 с целью того, чтобы поддерживалось стабильное выходное напряжение.

Одна из самых важных частей микросхемы – источник опорного напряжения. Он эквивалентен ширине запрещённой зоны. Основные составляющие есть на фото кристалла – пространство эммитера транзистора Q5 в восемь раз превышает Q4. Так, два транзистора имеют разные реакции на температуру. Объединение выходных сигналов с транзисторов происходит посредство объединения через резисторы R4, R3 и R2 в необходимой пропорции с целью компенсации эффектов температуры. Итого, формируется стабильный опорный сигнал.

В компаратор по температуре из стабилизированной запрещённой зоны посылается напряжение. Входом компаратора служат Q9 и Q8, Q1 и Q6. Выход же компатора идёт через Q10, чтобы управлять резистором Q11 (выходной).

Схема включения TL431

Схема включения и контроля напряжения TL431A

Нередко терморезистор выполняет функцию датчика температуры, уменьшая степень своего сопротивления в случае возрастания температуры. Это происходит по причине отрицательного температурного коэффициента сопротивления (ТКС). Те резисторы, у которых сопротивление увеличивается вместе с увеличением температуры (с положительным значением ТКС), имеют название позисторы. В этом терморегуляторе в случае превышения температуры заданного лимита, заработает реле или любое другое устройство с подобными функциями. Оно сразу же отключит нагрузку или включит систему охлаждения в зависимости от ситуации.

Читайте также:
Что нужно знать перед установкой общедомового счетчика на отопление

Данная схема имеет малый гистерезис, и чтобы его увеличить, нужно ввести ООС (отрицательная обратная связь) между выводами 1-3. К примеру, подстроченный резистор с сопротивлением 1.0-0.5 мОм. Надо подобрать экспериментальным путём подобрать в зависимости от требуемого гистерезиса. Если требуется, чтобы устройство срабатывало во время температурного снижения, тогда следует поменять местами регуляторы и датчик. Иначе говоря, включить в верхнее плечо термистор, а в нижнее – переменное сопротивление с самим резистором.

Подключение устройства TL431 требует внимания и является ответственной операцией, при которой важно не пренебрегать правилами безопасности, как например при подключении электроплиты.

Характеристики микросхемы TL431

Микросхема TL431 по своим техническим характеристикам которые указаны в datasheet является регулируемым стабилизатором, гарантирующим хорошую температурную стабильность. Если использовать два внешних резистора в качестве делителя, микросхема способна обеспечить стабильное напряжение на участке от 2,5 до 36 В. Так же TL431 может использоваться совместно с низковольтными МДП транзисторами для создания очень экономичных стабилизаторов. Кроме этого она часто используется в импульсных блоках питания использующих оптронную пару для развязки высоковольтных цепей.

Цоколевка

Существует пять разновидностей корпусов, в которых выпускается микросхема TL431. Это ТО-92, SOT-23, SOT-25, SOT-89 и SOP-8. Расположение выводов показано на рисунке, представленном ниже:

Технические характеристики

Рассмотрим максимально допустимые характеристики микросхемы TL431. Если при работе они будут превышены, то прибор выйдет из строя. Длительная эксплуатация устройства с параметрами, близкими к предельным, также опасна для него. Значения этих параметров представлены ниже:

  • наибольшее возможное напряжение между анодом и катодом – 37 В;
  • диапазон токов, протекающих через катод на протяжении длительного времени – от -100 до +150мА;
  • диапазон токов на входе (управляющем электроде) устройства – от -0,05 до +10 мА;
  • максимальная рассеиваемая мощность зависит от типа корпуса:
  • SOT-89 – 0.8 Вт;
  • ТО-92 – 0,78 Вт;
  • SO-8 – 0.75 Вт;
  • SOT-23 – 0,33 Вт;
  • SOT-25 – 0,5 Вт.
  • диапазон рабочих температур – от -25 до +85 О С;
  • предельно допустимая температура кристалла – +150 О С;
  • диапазон температур при которых может хранится изделие — -65 до +150 О С.

В технической документации производители приводят диапазон рекомендуемых рабочих характеристик. Напряжение на катоде VKA может изменяться от минимального, равного управляющему VREF, до максимального 36 В. Катодный ток должен находиться в пределах от 1 до 100 мА.

При конструировании нового устройства следует также обращать внимание на электрические характеристики. Измерение производилось при температуре TC= 25°C. Остальные параметры тестирования приведены в колонке «Режимы измерения».

Аналоги

Существует отечественная микросхема, похожая по своим параметрам на рассматриваемую, это 142ЕН19. Полным аналогом TL431 является IR943N. Среди устройств с одинаковыми выводами, но немного отличающимися электрическими параметрами можно назвать HA17431A, KIA431. Если нет других альтернатив, для замены можно попробовать использовать APL1431. Однако в этом случае возможно придётся изменить монтажную плату.

Производители

Первая микросхема TL431 изготовлена американской фирмой Texas Instruments в далеком 1977 году и с тех пор завоевала популярность. Сейчас ее производством занимаются множество зарубежных компаний: Texas Instruments, ON Semiconductor, Unisonic Technologies, STMicroelectronics, IK Semicon Co, HTC Korea TAEJIN Technology, NXP Semiconductors, Microsemi Corporation, Motorola, Fairchild Semiconductor, Analog Intergrations Corporation, Guangdong Kexin Industrial, Diodes Incorporated, Wing Shing Computer Components, KEC(Korea Electronics), SHIKE Electronics, Calogic, Continental Device India Limited, Sangdest Microelectronic (Nanjing), SeCoS Halbleitertechnologie GmbH, Hotchip Technology, Foshan Blue Rocket Electronics, Compact Technology, GUANGDONG HOTTECH INDUSTRIAL, Sames, Kersemi Electronic, Sirectifier Global, Shenzhen Jin Yu Semiconductor, Nanjing International Group, DONGGUAN YOU FENG WEI ELECTRONICS. На Российском рынке представлена продукция таких компаний: Diodes Incorporated, Texas Instruments, STMicroelectronics, NXP Semiconductors, ON Semiconductor, Fairchild Semiconductor, Unisonic Technologies.

Скачать datasheet на TL431 можно кликнув на подсвеченное название производителя.

Схема включения

Разберёмся, как работает TL431, для чего посмотрим на структурную схему включения. Если действующее напряжение на входе не превышает опорное (Vref), на выходе ОУ также небольшое напряжение, поэтому транзистор закрыт. Величина тока протекающего через него невелика, не больше 1 мА. Когда напряжение действующее на входе нарастает и превышает Vref, открывается ОУ. Таким образом через транзистор начинает течь ток.

Читайте также:
Стандартные размеры детской кроватки от новорожденных до подростков

Параметрический стабилизатор

Чтобы задать напряжение, в выходной цепи стабилизатора должен находиться делитель напряжения, состоящий из двух резисторов R1 и R2. Разность потенциалов на выходе устройства при этом равна:

где Vref – опорное напряжение, для рассматриваемой микросхемы TL431 равно 2,5 В.

При увеличении соотношения между резисторами R1/R2 растет выходное напряжение. Зная величину напряжения действующего на выходе и задавшись значением R2, можно определить сопротивление R1:

Величина сопротивления R3 подбирается также, как и для устройств с стабилитроном. Устанавливать конденсатор на выходе схемы не рекомендуется, чтобы предотвратить паразитную генерацию.

Компенсационный стабилизатор

Компенсационный стабилизатор работает же, как и при использовании стабилитрона. В них для уравновешивания разницы напряжений действующих на входе и выходе используется мощный транзистор. Однако точность стабилизации в устройствах с TL431 будет выше. Здесь величина сопротивления R1 рассчитывается на наименьший ток 5 мА. R2 и R3 рассчитываются так же, как и для параметрического стабилизатора.

Рассмотренный выше стабилизатор не может работать с выходными токами равными единицам или даже десяткам ампер. Чтобы построить мощный блок питания нужно использовать усилительный каскад с двумя транзисторами, включёнными как в схеме эмиттерного повторителя.

Ниже представлена схема работы стабилизатора напряжения TL431. Здесь R2 ограничивает ток, текущий через базу VT1. Резистор R3 нужен для компенсации обратного коллекторного тока VT2. Конденсатор С1 используется для увеличения стабильности работы на больших частотах.

Стабилизатор тока

Приведём схему стабилизатора тока на TL431. Здесь на сопротивлении R2, при помощи обратной связи, установлено напряжение 2,5 В. Тогда ток на нагрузке будет равен Iн=2,5/R2 (током базы пренебрегаем). При подстановке в данную формулу величины сопротивления в омах получим ток в амперах, а если в килоомах, ток будет в миллиамперах.

Если у вас остались вопросы по TL431, по ее характеристикам или вы не можете найти нужный datasheet то пишите об этом в комментариях, мы обязательно Вам поможем.

Стабилизатор напряжения – нужен ли он?

Электроэнергия довольно прочно вошла в нашу повседневную жизнь. Пользоваться различными электроприборами настолько просто, что мы и не вспоминаем те знания о характеристиках тока, которые нам давали в школе на уроках физики. А ведь одна из этих важнейших характеристик – это напряжение. И, к сожалению, оно не всегда в наших домах бывает стабильным. Особенно зимой, когда подключаются обогревательные приборы. Причем часто краткосрочное изменение напряжения даже может себя не проявлять внешне. Могут не моргать лампы освещения, не гудеть счетчик, а приборы постепенно выходить из стоя. И особенно быстро от перепадов и пониженного напряжения изнашиваются холодильники, так как они работаю постоянно. Для того, чтобы сохранить в исправности всю домашнюю технику и необходим стабилизатор напряжения.

Читайте также:
Стол для кухни на одной ноге: раздвижной стеклянный кухонный стол на одной ноге, круглые, овальные и прямоугольные обеденные столы на 1 опоре

Стабилизатор напряжения – полностью автоматическое устройство, в функции которого входит обязанность держать напряжение на выходе в вашем доме постоянным, независимо от того, какое напряжение в дом подают извне. Стабилизаторы бываю различных типов: релейные, тиристорные, симисторные, электромеханические.

Релейные стабилизаторы широко представлены на российском рынке, причем в большинстве своем китайскими моделями (Ресанта, Powerman, Voltron, Rucelf и т.п.). Они довольно просты по своему устройству и выполняют нужные функции за счет работы встроенных реле, которые могут располагаться на плате или корпусе. Переключение реле происходит ступенчато, с разрывом фазы. Обычно стабилизатор имеет от 4 до 8 реле. Чем больше реле, тем выше точность стабилизации. У релейников довольно широкий диапазон выдерживаемого температурного воздействия, высокая помехоустойчивость, скорость работы и относительно низкая цена. К недостаткам релейных стабилизаторов можно отнести: низкую перегрузочную способность (для долгой работы устройства нежелательно его нагружать на 100%), ограниченный ряд мощности, механическую изнашиваемость реле и звуковую слышимость переключения.

Электронные (тиристорно-симисторные) стабилизаторы (Лидер, Progress, Донстаб, Штиль и др.) более долговечны, т.к. функцию реле в них выполняют тиристоры и микропроцессоры. Они не производят большого шума и имеют очень широкий диапазон мощности от 10 до 100 киловатт.
И релейный, и электронный стабилизатор являются стабилизаторами ступенчатого типа. Это значит, что в отличие от применяемых ранее электромеханических стабилизаторов, которые обладая низкой скоростью быстродействия, могли пропустить на бытовую технику высокое/низкое напряжение, ступенчатые обладают высокой скоростью реакции на изменение входного напряжения, что важно для функционирования холодильника и стиральной машины.

Как же выбрать «правильный» стабилизатор? На какие параметры обратить внимание? Во-первых, выбор стабилизатора зависит от типа сети: если сеть однофазная, как в большинстве новых домов, т.е. в сети 220 вольт – имеет смысл устанавливать однофазный стабилизатор. Если же в сети 380 вольт, то не всегда необходимо ставить именно трехфазный прибор. Это зависит от того, будут ли у вас работать приборы на 380 вольт (например, трехфазные электроплиты, насосы). Если их не будет, то оптимальным решением будет покупка трех однофазных устройств (по одному на каждую фазу). В некоторых случаях даже ставят стабилизатор только на одну фазу,ту, на которой находятся наиболее важные электроприборы, для которых крайне нежелательны постоянные скачки напряжения.

На передней панели стабилизатора напряжения Энергия

Следующий параметр – это мощность. Ее необходимо рассчитать непосредственно для вашего дома. Для этого находите сумму мощностей максимального количества включенных одновременно электроприборов. При этом учитывайте, что все приборы с электродвигателем, такие как холодильник, стиральная машинка, пылесос, компрессор, насос и т.п., в момент включения потребляют в 4 раза большую мощность, чем указана в их техническом паспорте. Поэтому при расчете обязательно умножьте их номинальную мощность на четыре (с запасом на пусковые токи). Полученную сумму необходимо разделить на минимальный показатель напряжения в вашей сети. А для верности, имеет смысл прибавить еще 20 процентов. Минимальный показатель можно получить, если в течении нескольких дней, в различное время суток измерять фактическое напряжение питающей сети, воспользовавшись мультиметром, и взять наименьшее значение. Так можно узнать диапазон входного напряжения, т.е. насколько оно падает и насколько поднимается, что тоже немаловажно при выборе стабилизатора.

Читайте также:
Теплый пол на стену

Полезно знать, что даже допустимые нормой перепады напряжения от 198 до 242 вольт сокращают службу электроприборов до десяти процентов. Если стоит цель: сберечь функциональность бытовой техники как можно дольше, значит имеет смысл подумать о стабилизаторе напряжения.

Плюсы и минусы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения в дом: плюсы и минусы использования

Покупка стабилизатора решает проблему низкого напряжения и его скачков. Однако нередко после установки стабилизатора появляется ряд других проблем, о которых вы и сможете узнать из этой статьи сайта elektriksam.ru .

Стабилизатор напряжения — это специальное устройство позволяющее стабилизировать входное напряжение до 220 Вольт. Внутри стабилизатора находится трансформатор, между обмотками которого и происходит переключение во время перепадов напряжения.

За переключение витков трансформатора отвечают либо реле (релейный стабилизаторы напряжения), либо сервопривод. Плюсы и минусы этих двух видов стабилизаторов мы рассматривать не будем, скажу лишь одно, сервопривод может частенько не успевать переключаться, из-за чего лампочки в доме буду все время моргать.

Релейные стабилизаторы напряжения в данном случае оказываются более быстрыми, они моментально, за долю секунды способны выровнять напряжение со 150 до 200 Вольт. Однако реле имеют одну особенность, их количество срабатывания ограничено определенным числом раз.

Плюсы и минусы стабилизаторов напряжения

Покупкой стабилизатора напряжения чаще всего задумываются владельцы частных домов, строения которых значительно удалены от подстанции. Особенно заметна просадка напряжения зимой и летом. В зимний период года работает электроотопление, а летом — кондиционеры. И если ваш дом будет расположен в последних рядах от подстанции, то просадка напряжения будет существенной.

Вследствие этого в доме не тянет микроволновка и другие приборы. Вода в водонагревателе нагревается почти сутки, и светодиодные лампы мигают или попросту не загораются. Все это дело рук плохого напряжения, и стабилизатор способен решить данную проблему, раз и навсегда.

Какие недостатки бывают

Однако после покупки стабилизатора напряжения многие сталкиваются со следующими трудностями:

  • Стабилизатор не вытягивает по нижнему порогу напряжения. Нужно знать, что в каждом стабилизаторе напряжения есть нижний и верхний порога отключения. Если напряжения на линии выше или ниже данного параметра, то, стабилизатор не включится.

  • Существенное падение мощности. При слишком низком напряжении, например, в 160 Вольт, стабилизатор не сможет выровнять его до 220 Вольт. Кроме того, существенно упадёт мощность стабилизатора напряжения. Вместо заявленных 5 кВт, стабилизатор выдаст ровно вполовину меньше. Если на приборе есть шкала нагрузки, то вы непременно это заметите.
Читайте также:
Чем почистить алюминий от окисления

  • Электричество в доме может все время пропадать. Это второй недостаток стабилизаторов. Ведь если параметры входящего напряжения будут «критическими», то стабилизатор напряжения не сможет работать должным образом. И если без него у вас хотя бы будут гореть лампочки, то вот с установкой данного оборудования, освещение пропадёт полностью.
  • Проблема с вводными автоматами. Если в доме стоят вводные автоматы на 16 Ампер, а в стабилизаторе на 32 Ампера, то, могут возникнуть проблемы с частым их выбиванием. По возможность нужно заменить вводные автоматы на те, которые соответствуют заявленной нагрузке.

  • Небольшой срок эксплуатации. Если качество электроэнергии все время оставляет желать лучшего, и оно практически всегда низкое, то стабилизаторы будут частенько выходить из строя. Происходить это будет периодически: то реле нагрузки полетит, то выйдет из строя плата управления из-за перегревания.

В общем, покупка стабилизатора напряжения сопряжена, как плюсами, так и минусами, о которых также нужно знать. Поэтому прежде чем покупать стабилизатор все правильно рассчитайте в плане нагрузок или посоветуйтесь с опытным специалистом в данном вопросе.

Нужен ли стабилизатор напряжения для телевизора или любой другой цифровой техники?

Содержание

Содержание

Если вы пойдете покупать телевизор, консультант наверняка предложит вам защитить его с помощью стабилизатора напряжения. Он будет рассказывать про защиту от помех, про скачки напряжения, про выгорающие пиксели и прочие ужасы. В качестве последнего довода обычно приводится сравнение цены стабилизатора и телевизора: доплатить 3-5 тысяч, чтобы защитить технику стоимостью в десятки раз дороже — звучит разумно. Но так ли нужна эта защита?

От чего защищает стабилизатор

Как видно из его названия, он стабилизирует напряжение. В первую очередь, под этим подразумевается поддержание выходного напряжения в нужных пределах. Допустим, из-за большой нагрузки на сеть напряжение у вас в розетке упало до 190 В, а то и ниже. Подключите к этой розетке стабилизатор — и на его выходе будут «честные» 230 В (с недавних пор именно такое напряжение является стандартным взамен ранее принятых 220 В).

То же самое, если по каким-то причинам у вас в розетке напряжение выше нормального: например, 250В — такое тоже случается, и для многих видов бытовой техники может оказаться фатальным. Подключенный к розетке стабилизатор будет держать все те же 230 В.

А еще стабилизатор защищает от скачков напряжения — в сильно нагруженных сетях при подключении мощных потребителей нередки кратковременные «просадки» напряжения. Жители загородных домов наверняка вспомнят лампочки, мерцающие, когда сосед включает сварочный аппарат.

От высокочастотных помех, которые могут стать причиной искажения изображения, стабилизатор не защищает. Вообще, все блоки питания телевизоров снабжены встроенным фильтром — не для защиты питания телевизора, а для защиты других приборов в сети: импульсный блок питания телевизора сам по себе является мощным источником помех. Но если вы уверены, что помеха идет по сети и встроенный фильтр блока питания телевизора с ней не справляется, то вместо стабилизатора лучше купить хороший сетевой фильтр.

От выгорания пикселей стабилизатор также не защищает. Выгорание пикселей происходит по причинам, никак не связанным с напряжением в сети питания. Наличие активного корректора мощности в блоке питания (а им снабжено большинство БП цифровой техники) фактически оснащает технику встроенным стабилизатором. Если блок питания работает, он будет выдавать на выходе требуемое напряжение, сколько бы он ни получал на входе. Если входного напряжения не будет хватать, БП просто отключится.

Читайте также:
Теплый пол на стену

Так нужен ли стабилизатор?

В первую очередь это зависит от параметров напряжения в вашей электросети. Если вы живете в городе, в относительно новом доме, то, скорее всего, с напряжением у вас все в порядке и никакой надобности в стабилизаторе нет. Чтобы быть уверенным, можете замерить напряжение в розетке с помощью мультиметра — лучше это делать в часы пиковых нагрузок утром (7-10 часов) и вечером (17-19 часов). Если напряжение не выходит за пределы 230+10% — беспокоиться не о чем.

Даже если вы хотите перестраховаться и защитить вашу технику на случай аварий в сети или на подстанции, для этого намного лучше подойдет реле напряжения.

Оно устанавливается, как правило, в электрощитке и просто отключает электричество при выходе напряжения за установленные пределы. Когда напряжение вернется в норму, реле напряжения включит электричество обратно. Такое устройство, во-первых, дешевле (раза в 3-4 по сравнению с самыми дешевыми стабилизаторами), а, во-вторых, защитит не только телевизор, но вообще всю технику в квартире.

Напряжение понижено — тогда что?

Допустим, в розетке не 230, а 200 вольт. Пора идти за стабилизатором? Посмотрите сначала на параметры питания вашего телевизора — их можно найти в паспорте или на корпусе телевизора.

Импульсные блоки питания зачастую работают в очень широком диапазоне напряжений — от 100 до 250 В. Если напряжение в розетке укладывается в эти рамки, стабилизатор не нужен.

Так когда точно нужен стабилизатор?

Когда напряжение в сети часто опускается ниже допустимого. Например, ваша техника требует 200-250В, а в розетке напряжение порой опускается до 190. Тогда стабилизатор будет уместен. Особенно в такой ситуации установка стабилизатора показана технике, имеющей электродвигатели — насосам, холодильникам, кондиционерам и т. д.

Когда напряжение у вас в сети повышенное. Иногда в сельской местности подстанции настраивают на выдачу напряжения 240-250В, чтобы на удаленных потребителях оно опустилось до нормального. При этом на потребителях, близких к подстанции, могут быть проблемы из-за повышенного напряжения в сети: перегрев и выход из строя блоков питания, обмоток электродвигателей и т. п.

Если перепады напряжения происходят часто (моргают лампочки), стабилизатор следует брать электронный — они дороже, но у них отсутствует риск залипания реле.

Консультанты об этом не говорят, но релейный стабилизатор (а это самый недорогой и самый распространенный вид) сам может быть причиной выхода техники из строя. У механических реле, входящих в состав релейного стабилизатора, со временем растет риск залипания контактов. Если контакты реле «залипнут», напряжение на выходе стабилизатора может оказаться повышенным до весьма опасных значений.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: