Индикатори и сигнални уређаји на подесивој зенер диоди ТЛ431

Интегрисани стабилизатор ТЛ431 углавном се користи у изворима напајања. Међутим, за њега можете пронаћи много више апликација. Неке од ових шема дате су у овом чланку.

Овај чланак ће говорити о једноставним и корисним уређајима направљеним помоћу Цхипс ТЛ431. Али у овом случају, не треба се бојати речи "микро-склоп", има само три закључка, а споља изгледа као једноставан транзистор мале снаге у пакету ТО90.

Прво мало историје

Тако се догодило да сви инжењери електронике знају магичне бројеве 431, 494. Шта је ово?

ТЕКСАС ИНСТРУМЕНТС био је на челу ере полуводича. Све ово време била је на првом месту листе светских лидера у производњи електронских компоненти, чврсто се држећи у првих десет или, како често кажу, у ТОП-10 светској оцени. Први интегрисани круг створио је давне 1958. године Јацк Килби, запослени у овој компанији.

Сада ТИ производи широк спектар микро кругова, чије име почиње префиксима ТЛ и СН. То су, аналогно, логички и (дигитални) микро кругови, који су заувек ушли у историју ТИ и још увек налазе широку примену.

Међу првима на листи "магичних" чипова вероватно би требало узети у обзир подесиви регулатор напона ТЛ431. У три-пиновом случају овог микро круга сакривено је 10 транзистора, а функција коју обавља он је иста као и код конвенционалне зенер диоде (Зенер диода).

Али због ове компликације, микроциркула има већу топлотну стабилност и повећане карактеристике нагиба. Његова главна карактеристика је да са спољни разделник напон стабилизације може се променити у року од 2,5 ... 30 В. За најновије моделе доњи праг је 1,25 В.

ТЛ431 је креирао запосленик ТИ-а Барнеи Холланд почетком седамдесетих. Затим се бавио копирањем чипа за стабилизацију друге компаније. Рекли бисмо рипање, а не копирање. Тако је Барнеи Холланд позајмио референтни извор напона од првобитног микро-склопа, и на основу њега створио засебно микро-коло стабилизатора. У почетку се звао ТЛ430, а након неких побољшања је назван ТЛ431.

Од тада је прошло пуно времена, а сада нема ни једног рачунарског напајања, где год да нађе примену. Такође проналази примену у скоро свим изворима напајања са смањеном снагом. Један од тих извора сада је у сваком дому пуњач за мобилне телефоне. Таквој дуговечности се може само завидети. Слика 1 приказује функционални дијаграм ТЛ431.

Слика 1. Функционални дијаграм ТЛ431.

Барнеи Холланд је такође створио не мање познати и још увек тражени ТЛ494 чип. Ово је пусх-пулл ПВМ регулатор на основу којег су створени многи модели комутацијских напајања. Стога се број 494 такође с правом односи на „магију“.

Сада да пређемо на разматрање различитих дизајна заснованих на чипу ТЛ431.

Индикатори и сигнализатори

Чип ТЛ431 може се користити не само за његову намјену као зенер диода у изворима напајања. На његовој основи могуће је креирати различите индикаторе свјетла, па чак и уређаје за звучну сигнализацију. Користећи такве уређаје можете пратити различите параметре.

Прво, то је само електрични напон. Ако је било која физичка количина уз помоћ сензора приказана у облику напона, тада се може направити уређај који контролише, на пример, ниво воде у резервоару, температуру и влажност, осветљење или притисак течности или гаса.

Пренапонски аларм

Рад таквог сигналног уређаја заснован је на чињеници да када је напон на управљачкој електроди зенер диоде ДА1 (пин 1) мањи од 2,5 В, зенер диода је затворена, кроз њу пролази само мала струја, обично не већа од 0,3 ... 0,4 мА. Али ова је струја довољна за врло слаб сјај ХЛ1 ЛЕД. Да бисте спречили ову појаву, довољно је да спојите отпорник са отпором од око 2 ... 3 КОхм паралелно са ЛЕД-ом. Склоп детектора пренапона приказан је на слици 2.

Слика 2. Детектор пренапона.

Ако напон на управљачкој електроди пређе 2,5 В, зенер диода ће се отворити и лампица ХЛ1 ће се упалити. потребно ограничење струје преко зенер диоде ДА1 и ЛЕД ХЛ1 даје отпор Р3. Максимална струја зенер диоде је 100 мА, док је исти параметар за ХЛ1 ЛЕД само 20 мА. Из овог стања се израчунава отпор отпорника Р3. тачније, овај отпор се може израчунати користећи доњу формулу.

Р3 = (Упит - Ухл - Уда) / Ихл. Овдје се користе сљедеће ознаке: Упит - напон напајања, Ухл - директан пад напона на ЛЕД-у, Уда напон у отвореном кругу (обично 2В), Ихл ЛЕД струја (подешена унутар 5 ... 15 мА). Такође, не заборавите да је максимални напон зенер диоде ТЛ431 само 36 В. Овај параметар се такође не може прекорачити.

Ниво аларма

Напон на контролној електроди на коме светли ЛЕД ХЛ1 (Уз) подешава се разделником Р1, Р2. Параметри раздјелника се израчунавају формулом:

Р2 = 2,5 * Р1 / (Уз - 2,5). За тачније подешавање прага одзива, уместо отпорника Р2 можете да поставите оквир за подешавање, чија је номинална вредност један и по пута већа него што се показало у складу с прорачуном. Након што се направи тинктура, може се заменити сталним отпорником, чији је отпор једнак отпору унесеног дела подешавања.

Понекад је потребна контрола неколико нивоа напона. У овом случају бит ће потребна три таква сигнализацијска уређаја од којих је сваки конфигуриран према властитом напону. Тако је могуће креирати читав низ показатеља, линеарну скалу.

За напајање круга екрана, који се састоји од ЛЕД ХЛ1 и отпорника Р3, можете користити засебни извор напајања, чак и нестабилизован. У том се случају контролисани напон аплицира на терминал отпорника Р1, који треба одспојити од отпорника Р3. Са овим укључењем, контролисани напон може бити у опсегу од три до неколико десетина волти.

Индикатор пренапонског напона

Слика 3. Индикатор пренапонског напона.

Разлика између овог круга и претходног је у томе што се ЛЕД укључује различито. Ово укључивање се назива инверзно, јер ЛЕД светли када се чип затвори. Ако контролисани напон прелази праг који је постављен разделником Р1, Р2, микроциркула је отворена, а струја тече кроз отпорник Р3 и пинове 3 - 2 (катода - анода) микро-склопа.

На чипу у овом случају постоји пад напона од 2 В, што није довољно за паљење ЛЕД-а. Да би се осигурало да ЛЕД не гарантује светлост, две диоде су инсталиране у серији са њом. Неке врсте ЛЕД-ова, на пример плава, бела и неке врсте зелене, светле када напон прелази 2,2 В. У овом случају, уместо диода ВД1, ВД2 постављају се скакачи направљени од жице.

Кад надзирани напон постане мањи од постављеног дељеником Р1, Р2 микроконтролера се затвори, напон на његовом излазу биће много већи од 2 В, тако да ће се ЛЕД ХЛ1 упалити.

Ако желите да контролишете само промену напона, индикатор се може саставити у складу са шемом приказаном на слици 4.

Слика 4. Индикатор промене напона.

Овај индикатор користи двобојну ЛЕД ХЛ1. Ако надгледани напон прелази вредност прага, светли црвена ЛЕД лампица, а ако је напон низак, светли зелени.

У случају када је напон близу унапред одређеног прага (приближно 0,05 ... 0,1 В), оба индикатора се угашају, јер карактеристика преноса зенер диоде има добро дефинисан нагиб.

Ако желите да пратите промену у било којој физичкој количини, тада отпорник Р2 можете заменити сензором који мења отпор под утицајем околине. Сличан уређај приказан је на слици 5.

Слика 5. Схема праћења параметара околине.

Уобичајено, на једном дијаграму је приказано неколико сензора одједном. Ако буде фототрансисториспашће фото релеј. Док је осветљење велико, фототрансистор је отворен, а његова отпорност је мала. Стога је напон на управљачком терминалу ДА1 мањи од прага, као резултат тога, ЛЕД не светли.

Како се осветљење смањује, отпор фототрансистора се повећава, што доводи до повећања напона на управљачком терминалу ДА1. Када овај напон пређе праг (2,5 В), зенер диода се отвара и ЛЕД лампица светли.

Ако се уместо фототрансистора на улаз уређаја прикључи термистор, на пример, ММТ серија, добија се индикатор температуре: када температура падне, лампица ће се упалити.

Иста шема се може користити као сензор влагена пример, земљиште. Да бисте то учинили, уместо термистора или фототрансистора треба повезати електроде од нехрђајућег челика, које се на удаљености једна од друге морају угурати у земљу. Када се земља осуши до нивоа утврђеног током подешавања, лампица ће се упалити.

Праг уређаја у свим случајевима се поставља помоћу варијабилног отпорника Р1.

Поред наведених светлосних индикатора на чипу ТЛ431 могуће је саставити и аудио индикатор. Дијаграм таквог показатеља приказан је на слици 6.

Слика 6. Индикатор нивоа звучне течности.

За контролу нивоа течности, попут воде у кади, на круг је повезан сензор са две нехрђајуће плоче, које се налазе на удаљености од неколико милиметара једна од друге.

Када вода дође до сензора, његов отпор се смањује, а чип улази у линеарни режим преко отпорника Р1 Р2. Стога долази до самогенерације на резонантној фреквенцији пиезокерамичког емитера ХА1, на којој ће се огласити звучни сигнал.

Као емитер можете користити радијатор ЗП-3. Уређај се напаја од напона од 5 ... 12 В. То вам омогућава напајање чак и од галванских батерија, што омогућава употребу на разним местима, укључујући у купатилу.

Главни опсег ТЛ434 чипа, наравно, извори напајања. Али, као што видимо, могућности микро-склопа нису ограничене само на ово.

Борис Аладисхкин