TL431 มี "แรงดันไฟตกคร่อม" ต่อหนึ่งชุดหรือไม่?

ฉันต้องการได้รับการอ้างอิง 3V ที่เสถียรจากแหล่งจ่าย + 3.3V ± 5% (เพื่อให้สามารถลดลงเหลือ 3.135V และสูงถึง 3.465V)

ฉันรู้ว่า TL431 เป็นตัวควบคุม shunt / zener ดังนั้นจึงไม่มีแรงดันตกคร่อม แต่อาจมีบางจุดเหนือ 3V ซึ่งไม่สามารถรักษาเอาต์พุต 3V ได้ สิ่งที่ฉันต้องการรู้ว่า TL431 ทั่วไปจะสามารถจัดการกับสิ่งนี้ได้อย่างไร

การกำหนดค่าวงจรของฉันอยู่ด้านล่าง:

         115R
+3.3V-+-/\/\/\---+----------+-------+-- 3V out
      |          |          |       |
     --- 100n    /          |      --- 4.7u
     --- 16V     \ 634R     |      --- 10V
      |          /       ___|__|    |
     ---         |       | / \     ---
      -          +--------/___\     -
                 |          |
                 /          |
                 \ 3.16k    |
                 /          |
                 |          |
                ---        ---
                 -          -

ไม่มีแรงดันตกคร่อมเช่นนี้ แรงดันอ้างอิงคือ 2.5V และมันจะทำงานอย่างมีความสุขที่ 2.5V หากคุณลัดวงจรพินอ้างอิงไปยังแคโทด สเป็คที่สำคัญที่ต้องพิจารณาคือกระแสกระแสไฟฟ้า

คุณต้องแน่ใจว่ามีการให้น้ำหนักอย่างน้อย 1 mA ของอุปกรณ์ (ขึ้นอยู่กับแผ่นข้อมูล TI) จากวงจรของคุณด้วย 115R และแรงดันไฟฟ้าตกขั้นต่ำที่ 3.135 - 3 = 0.135 คุณจะจบลงด้วยกระแสแบ่งเป็น 0.135 / 115 = 1.1 mA อย่างไรก็ตามตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่มีตัวต้านทานทั้งหมดประมาณ 3.7 kR จะใช้งานเกือบ 1 mA เองซึ่งไม่เพียงพอสำหรับ TL431 คุณต้องเพิ่มในปัจจุบันที่คุณโหลดจะใช้ แต่ถ้ามันเป็น impendence สูง - พูดใน op-amp - มันไม่ควรเป็นปัญหา

คุณสามารถแก้ไขได้โดยเพิ่มค่าของตัวต้านทานตัวแบ่งแรงดัน สมมติว่าเราคูณพวกมันทีละสิบเพื่อให้ได้ 6.34k และ 31.6k อินพุตสูงสุดในปัจจุบันไปยังพินอ้างอิงถูกระบุเป็น 4 uA ซึ่งอาจเริ่มให้ข้อผิดพลาดบางอย่างในจุดที่ตั้งไว้ ข้อผิดพลาดกรณีที่เลวร้ายที่สุดจะอยู่ที่ประมาณ 4uA * 6.34k หรือ 25 mV

สิ่งสุดท้ายที่คุณต้องพิจารณาคือกระแส maxiumum shunt เมื่อแรงดันไฟฟ้าเข้ามีค่าสูงสุดตัวต้านทาน 115R จะมี 0.465 V ซึ่งหมายความว่ากระแสกระแสไฟฟ้า (รวมถึงตัวแบ่งแรงดันและโหลด) จะเป็น 0.465 / 115 = 40 mA โชคดีที่อยู่ในระดับสูงสุด 100 mA จาก 431

เพราะเรายังคงต่ำกว่ากระแสปัดสูงสุดที่คุณสามารถพิจารณาลดตัวต้านทานอนุกรม - เช่นกันพูด 56R ที่จะช่วยทำให้กระแสกระแสสลับต่ำสุดโดยไม่ต้องเปลี่ยนตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าและยังคงอยู่ภายใต้พิกัดกระแสกระแสสูงสุดของกระแสไฟฟ้ากระแสสลับที่มีแรงดันอินพุตอยู่ที่ค่าสูงสุดของมัน ที่กระแสสูงกว่าคุณจะต้องตรวจสอบการกระจายพลังงาน 100 mA * 3V ให้พลังงานสูงสุด 300mW สำหรับแพคเกจ smd ขนาดเล็กบางตัวซึ่งรับค่าบิตสูงเกินไป

ปัญหาพื้นฐานที่พยายามเพิ่มประสิทธิภาพวงจรดังกล่าวนั้นมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าแรงดันไฟฟ้าของตัวต้านทานแบบอนุกรมนั้นต่ำเกินไปและการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟจะแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในตัวต้านทานอนุกรม

หากคุณไม่สามารถ (ตามที่แนะนำในความคิดเห็น) ที่จะเสียปัจจุบันคุณอาจต้องพิจารณาแนวทางที่แตกต่าง ทั้งชุดควบคุม (จะยากกับแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมเพียง 100mV) ลดแรงดันอ้างอิงของคุณหรือเพิ่มแรงดันไฟฟ้าอุปทานให้กับตัวต้านทานซีรีส์

โปรดจำไว้ว่า TL431 มีกระแสการจมสูงสุดเกินกว่าที่แรงดันไฟฟ้าจะไม่ถูกควบคุมอีกต่อไป (และอุปกรณ์อาจเสียหายได้) ด้วย 3.3V และ 115R คุณจะไม่อยู่ใกล้กับที่นั้น

โดยทั่วไปแล้วก็แนะนำให้มีตัวเก็บประจุขนาดเล็กจากแคโทดไปยังขั้วบวกด้วยเหตุผลเสถียรภาพ (431s สามารถและสั่นได้) ช่วงของตัวเก็บประจุ 'ปลอดภัย' ขึ้นอยู่กับ setpoint และโดยปกติจะระบุไว้ในแผ่นข้อมูล ฉันขอแนะนำบางอย่างจาก 1nF ถึง 10nF และตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์ไม่ใช่ฟันเลื่อย

โปรดทราบว่าไม่ใช่ผู้ผลิตทุกรายที่มีเส้นโค้งขอบเขตความมั่นคง แต่เป็นประสบการณ์ของฉันที่เส้นโค้งในแผ่นข้อมูลแห่งชาติ Instruments LM431 ถือเป็นจริงสำหรับหน่วยงานกำกับดูแล 431 ของผู้ค้ารายอื่น (TI, ON, Semi, Fairchild ฯลฯ เป็นต้น)