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TL43xx精密可编程基准

2023-06-08 00:14:00

特征

TL431和TL432设备是三个终端25°C时的参考电压公差可调并联调节器,带规定的热–适用汽车、商用和

–1%(A级)军用温度范围。输出电压可以设置为Vref–2%之间的任何值(标准等级)(大约2.5 V)和36 V,带两个外部电阻器。这些可调输出电压:Vref至36 V设备的典型输出阻抗为0.2Ω。

在-40°C到125°C的温度范围内工作时,有源输出电路提供非常灵敏的开启典型的温度漂移(TL431B)特性,使这些设备性能卓越在许多应用中替代齐纳二极管,

–6 mV(C温度),如车载调节、可调功率–14 mV(I温度,Q温度)电源和开关电源。TL432

低输出噪声设备具有完全相同的功能和电气规格与TL431设备相同,但具有0.2Ω的典型输出阻抗DBV、DBZ和PK软件包的不同引出线。

汇电流能力:1毫安至100毫安TL431和TL432设备均在三个等级,初始公差(25°C)为0.5%,两个应用1%和2%,用于B、A和标准等级,可调电压和电流参考。此外,低输出漂移与

反激式开关电源温度的二次侧调节确保整个系统的良好稳定性温度范围。

齐纳更换

电压监测TL43xxC设备的特点是运行从0°C到70°C,TL43xxI设备是比较器,具有集成参考,其特征是在-40°C至85°C的温度范围内运行,以及TL43xxQ设备的特点是操作从-40°C到125°C。

引脚配置和功能

详细说明

概述

这个标准设备已经被广泛的应用证明是普遍的和多功能的,从电源到到信号路径。这是因为它的关键部件包含一个精确的电压基准&opamp,这是非常基本的模拟积木。TL43xx与它的关键组件一起使用,作为单电压基准、误差放大器、电压钳位器或集成基准比较器。

TL43xx可以在2.5V到36V的阴极电压范围内操作和调节,使这一部分在宽的工业、汽车、电信、计算机等终端设备。为了使这个装置起分流作用必须向阴极引脚提供大于1毫安(最大值)的调节器或误差放大器。在这种情况下,可以从阴极和Ref管脚施加反馈,以创建内部参考电压的副本。

可购买各种参考电压选项,初始公差(25°C)为0.5%、1%和2%。这些参考选项在TL431或TL432之后用B(0.5%)、A(1.0%)和空白(2.0%)表示。TL431和TL432都是功能性的,但有单独的引出线选项。

TL43xxC装置的特点是在0°C到70°C的温度下工作,TL43xxI装置的特点是对于在-40°C至85°C的温度范围内运行,TL43xxQ装置的特点是在-40°C至85°C的温度范围内运行125摄氏度。

功能框图

特征描述

TL43xx由一个内部参考和放大器组成,该放大器根据参考管脚和虚拟内部管脚。下沉电流由内部达林顿对产生,使用达林顿对是为了使这个设备能够最大电流100毫安。

当在足够的电压净空(≥2.5V)和阴极电流(IKA)下运行时,TL431强制基准引脚电压为2.5 V。但是,参考引脚不能保持浮动,因为它需要IREF≥4μA(请参见电气特性,TL431C,TL432C)。这是因为参考销被驱动到一个需要底座的npn中电流正常工作。

当从阴极和参考管脚施加反馈时,TL43xx表现为齐纳二极管,调节恒定的电压取决于阴极的电流。这是由于内部放大器以及进入适当操作区域的参考。与上述反馈所需的电流相同这种情况必须在开环、伺服或误差放大装置中应用,以便在适当的线性区域给予TL43xx足够的增益。与许多线性稳压器不同,TL43xx在没有输出电容的情况下进行内部补偿以保持稳定在阴极和阳极之间。但是,如果需要使用输出电容器,帮助选择正确电容器以保持稳定性的指南。

设备功能模式

开环(比较器)

当TL43xx的阴极/输出电压或电流没有反馈到任何形式上,这个装置是开环运行的。在适当的阴极电流(Ika)作用于该装置时,在这种配置中,TL43xx具有如此高的增益,通常用于比较器。与参考集成使得TL43xx成为用户尝试监视时的首选单一信号的某一水平。

闭环

当TL43xx的阴极/输出电压或电流以任何形式反馈到参考/输入引脚时,这个装置是闭环运行的。大多数涉及TL43xx的应用程序都以这种方式使用它调节固定的电压或电流。反馈使这个装置能够像一个误差放大器,计算输出电压的一部分,并对其进行调整以保持所需的调节。这是通过将以使其等于内部参考电压的方式将输出电压返回到参考引脚,这可以通过电阻或直接反馈完成。

应用与实现

注意

以下应用程序部分中的信息不是TI组件的一部分规范,且技术信息不保证其准确性或完整性。TI的客户是负责确定部件的适用性。客户应该验证并测试其设计实现,以确认系统功能。

申请信息由于此设备有许多应用程序和设置,因此在许多情况下,此数据表不能详细描述。链接的应用程序注释将帮助设计器在使用此选项时做出最佳选择部分。

应用说明SLVA482将提供对该设备稳定性特征的更深入理解,并有助于用户在选择负载电容器时做出正确的选择。应用说明SLVA445帮助设计师设置并联电压以达到该装置的最佳精度。

典型应用

集成参考比较仪

典型应用(续)设计要求对于这个设计示例,使用表1中列出的参数作为输入参数。

详细设计程序

当使用TL431作为参考比较器时,确定以下各项:

输入电压范围

参考电压精度

输出逻辑输入高电平和低电平阈值

电流源电阻

基本操作

TL431将用作比较器,将VREF引脚电压与内部虚拟参考电压。当提供适当的阴极电流(IK)时,TL43xx将具有足够的开环增益提供快速响应。这可以在图26中看到,其中RSUP=10 kΩ(IKA=500微安)情况响应比RSUP=1kΩ(IKA=5ma)慢得多。TL43xx的最大工作电流(IMIN)当电流为1毫安时,低于此值的操作可能导致低增益,导致响应缓慢。

超速

当参考引脚没有提供足够的过驱动电压时,也可能会出现缓慢或不准确的响应。

这是高于内部虚拟参考电压的电压量。内部虚引用电压将在2.5 V±(0.5%,1.0%或1.5%)的范围内,具体取决于所使用的版本。这个提供的过驱动电压越大,TL431响应越快。

对于使用TL431作为比较器的应用,最好将触发点设置为大于正预期错误(即A版本的+1.0%)。为了快速响应,将触发点设置为内部VREF应该足够了。

为了使从车辆识别号到参考引脚的电压降或差异最小,建议使用小于10kΩ的输入电阻提供Iref。

输出电压和逻辑输入电平为了正确地将TL431用作比较器,逻辑输出必须由接收逻辑可读装置。

TL431在开环/比较器模式下的输出低电平电压为~2V,这是典型的足够5V提供的逻辑。但是,对于3.3 V和1.8 V提供的逻辑不起作用。为了适应这个电阻分压器可以连接到输出端,以将输出电压衰减到一个可以识别的电压接收低压逻辑器件。

由于TL431是开路集电极,因此TL431的输出高压等于VSUP。如果VSUP比接收逻辑的最大输入电压公差,输出必须衰减以适应输出逻辑的可靠性。

在输出端使用电阻分压器时,确保电阻分压器的总比RSUP大得多,以便在以下情况下不干扰TL431接近VSUP的能力关闭。

输入电阻

在这种应用中需要一个输入电阻,以便从中获得所需的参考电流(IREF)该装置在图灵开启时处于正确的操作区域。参考引脚处的实际电压为VREF=VIN-IREF*RIN。由于IREF可以高达4微安,建议使用足够小的电阻将减轻IREF从VIN创建的错误。

应用曲线

详细设计程序

当使用TL431作为分流调节器时,确定以下各项:

输入电压范围

温度范围

总精度

阴极电流

参考初始精度

输出电容

编程输出/阴极电压

为了将阴极电压编程为可调节电压,必须在阴极和阳极管脚,中点与参考管脚相连。这可以在图27中看到,使用R1和R2是电阻桥。阴极电压可以通过计算阴极电流:

Vo=(1+R1/R2)*VREF-IREF*R1

为了使这个方程有效,TL43xx必须完全偏置,以便它有足够的开环增益来减小任何增益误差。这可以通过满足电气特性TL431C中所示的Imin规范来实现,TL432C。


详细设计程序

当使用TL431作为分流调节器时,确定以下各项:

输入电压范围

温度范围

总精度

阴极电流

参考初始精度

输出电容

编程输出/阴极电压

为了将阴极电压编程为可调节电压,必须在阴极和阳极管脚,中点与参考管脚相连。这可以在图27中看到,使用R1和R2是电阻桥。阴极电压可以通过计算阴极电流:

Vo=(1+R1/R2)*VREF-IREF*R1

为了使这个方程有效,TL43xx必须完全偏置,以便它有足够的开环增益来减小任何增益误差。这可以通过满足电气特性TL431C中所示的Imin规范来实现,TL432C。

总精度

当编程输出高于单位增益(VKA=VREF)时,TL43xx易受其他可能影响的错误的影响

整体精度超过VREF。这些错误包括:

R1和R2精度

VI(dev)-参考电压超温变化

VREF/ΔVKA-参考电压与阴极电压的变化

| zKA |-动态阻抗,引起阴极电压随阴极电流的变化最坏情况下的阴极电压可以在考虑所有变量的情况下确定。申请说明SLVA445协助设计人员设置并联电压,以达到该设备的最佳精度。

稳定性

虽然TL43xx在没有电容负载的情况下是稳定的,但是接收并联调节器输出电压的装置可能出现在TL43xx稳定区域内的电容性负载此外,设计人员可以使用电容性负载来改善瞬态响应或电源去耦。

当在阴极和阳极之间使用附加电容时,应用说明SLVA482将提供对该设备稳定性特征的更深入理解,并有助于用户在选择负载电容器时做出正确的选择。

启动时间

TL43xx具有高达~2V的快速响应,然后缓慢充电至编程状态价值。这是由于补偿电容(如图24所示)TL43xx必须满足其稳定性标准。尽管存在二次延迟,TL43xx仍然具有适合许多钳位应用的快速响应。

应用曲线

系统示例(续)

精密恒流槽

电源建议

当使用TL43xx作为线性调节器来提供负载时,设计者通常会在输出/阴极引脚。进行此操作时,请确保电容在中所示的稳定性标准范围内为了不超过最大阴极电流,请确保电源电压受电流限制。还有,是一定要限制输入参考引脚的电流,以免超过绝对最大额定值。

对于分流大电流的应用,注意阴极和阳极的轨迹长度,调整宽度有适当的电流密度。

布局指南

旁路电容器应尽可能靠近部件放置。载流轨迹需要有宽度适用于它们所携带的电流;对于TL43xx,这些电流将很低。

布局示例


基准响应输入精度输出参考

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