TL431 é uma fonte de tensão de referência de precisão ajustável comum/regulador zener programável, que é amplamente utilizado em projetos de fontes de alimentação. Sua principal função é atuar como fonte de tensão de referência de precisão. Fornece uma tensão de referência de 2,495 V (valor típico) internamente. Possui alta estabilidade e características de deriva de baixa temperatura. Também pode ser usado como diodo zener ajustável. A tensão de saída pode ser definida dividindo a tensão da resistência externa, e a faixa ajustável é de cerca de 2,5V-36V. O TL431 possui uma estrutura de absorção de carga (Shunt), semelhante ao modo de operação do diodo zener. Ele pode absorver o excesso de corrente, estabilizar a tensão de saída no valor definido e possui características de comutação. Pode ser usado como comparador ou simples chave de controle.
Os cenários de aplicação comuns do TL431 incluem servir como uma referência de tensão de precisão em uma fonte de alimentação chaveada, que pode ser usada em conjunto com um optoacoplador em um caminho de controle de feedback para ajustar a tensão de saída (por exemplo, módulos AC-DC, DC-DC), ou como uma referência para uma fonte de alimentação regulada linear para fornecer uma tensão de referência estável a um regulador linear ou comparador. No circuito de proteção contra sobretensão/subtensão, ele pode ser combinado com o divisor de tensão do resistor e o transistor para iniciar a proteção quando a tensão de monitoramento excede ou abaixo do limite. O TL431 também pode ser usado em comparadores simples, que podem ser usados como comparador de baixo custo para comparar a tensão de entrada com a tensão de referência. O TL431 também pode detectar a tensão no circuito de carregamento da bateria, detectar se a tensão de carregamento atende ao padrão e controlar a chave do processo de carregamento.
Diagrama esquemático simplificado do TL431
Diagrama esquemático simplificado do TL431
O TL431 tem as vantagens de alta precisão, boa estabilidade (versão de precisão de ± 0,5% ou ± 1%), baixo custo, fácil de obter, tensão ajustável, alta elasticidade, circuito de aplicação simples e substituição direta do diodo zener.
Para lhe dar uma melhor compreensão da aplicação do TL431, a seguir descrevemos os circuitos mais comuns dos três TL431, bem como um circuito funcional real construído com componentes independentes.
Projetando um circuito de referência de tensão de 2,5 V com TL431
Quando você deseja projetar um circuito de referência de tensão de 2,5 V com TL431, você realmente usa sua tensão de referência de precisão integrada (típico 2,495 V) para produzir uma tensão estável de 2,5 V. Esta é uma das aplicações mais básicas e comuns do TL431. O TL431 tem a vantagem de alta precisão de ± 0,5% e boa estabilidade de temperatura. É adequado para uso como benchmark de ADC/DAC ou comparador, e seu baixo custo facilita a obtenção de componentes.
Os três pinos do TL431 incluem Referência, conectado internamente à referência de 2.495V, Cátedo (K) conectado à saída (equivalente ao terminal positivo), Ânodo (A) conectado ao terra (GND). Quando Ref e Cathede estão em curto-circuito, o TL431 emitirá sua tensão de referência integrada ≈ 2,5V. Se o Ref não estiver conectado ao Cathede, mas a tensão for dividida pela resistência, o TL431 pode ser ajustado para uma tensão de saída mais alta (por exemplo, 3,3V, 5V, etc.). No entanto, ao obter uma saída de referência de 2,5 V, curto-circuitar diretamente Ref e Cathede é a maneira mais fácil e estável de fazer isso.
Exemplo de um circuito de referência de tensão de 2,5 V
Exemplo de um circuito de referência de tensão de 2,5 V
Primeiro, o primeiro circuito apresentado também é o circuito de referência de tensão de 2,5 V mais comumente usado. Conecte diretamente o Ref e o cátodo do TL431 como fonte de referência de tensão de 2,5V. Durante o uso, é necessário apenas calcular o valor da resistência de R1 de acordo com a tensão e corrente de entrada reais para garantir que a corrente seja de 1mA a 100mA e a tensão de alimentação seja inferior a 36V.