Apakah TL431 memiliki "voltase putus" per se?

Saya ingin mendapatkan referensi 3V yang stabil dari pasokan + 3,3V ± 5% (sehingga bisa serendah 3,135V dan setinggi 3,465V.)

Saya tahu TL431 adalah regulator shunt / zener, jadi tidak benar-benar memiliki tegangan putus, tetapi mungkin ada beberapa titik di atas 3V di mana ia tidak dapat mempertahankan output 3V. Yang ingin saya ketahui adalah apakah TL431 dapat menangani ini?

Konfigurasi sirkuit saya di bawah ini:

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

Tidak ada tegangan putus seperti itu. Tegangan referensi adalah 2.5V dan itu akan berjalan dengan senang hati di 2.5V jika Anda korsleting pin ref ke katoda. Spesifikasi penting untuk dipertimbangkan adalah arus shunt.

Anda harus memastikan bahwa setidaknya ada 1 mA bias perangkat. (Berdasarkan lembar data TI.) Dari sirkuit Anda, dengan 115R dan penurunan tegangan minimum 3,135 - 3 = 0,135 Anda akan berakhir dengan arus shunt 0,135 / 115 = 1,1 mA. Namun pembagi tegangan yang memiliki total resistor sekitar 3,7 kR akan menggunakan hampir 1 mA sendiri, tidak cukup untuk TL431. Anda juga harus menambahkan arus yang Anda muat akan digunakan, tetapi jika itu adalah impendence tinggi - katakan ke op-amp - itu seharusnya tidak menjadi masalah.

Anda dapat memperbaikinya dengan meningkatkan nilai resistor pembagi tegangan. Katakanlah kita mengalikannya dengan sepuluh, untuk mendapatkan 6.34k dan 31.6k. Input maksimum saat ini ke pin ref dinyatakan sebagai 4 uA, yang mungkin mulai memberi Anda beberapa kesalahan di set point (tergantung pada seberapa akurat Anda mengharapkan Vout menjadi). Kesalahan kasus terburuk adalah sekitar 4uA * 6.34k atau 25 mV.

Hal terakhir yang perlu Anda pertimbangkan adalah arus shunt maxiumum. Ketika tegangan input berada pada nilai maksimalnya, resistor 115R akan memiliki 0,465 V di atasnya. Ini berarti arus shunt (termasuk pembagi tegangan dan beban) akan menjadi 0,465 / 115 = 40 mA. Untungnya itu baik dalam maksimum 100 mA dari 431.

Karena kita masih jauh di bawah arus shunt maksimum, Anda dapat mempertimbangkan mengurangi resistor seri - juga katakan 56R. Itu akan membantu memuaskan arus shunt minimum tanpa mengubah pembagi tegangan dan tetap berada di bawah peringkat arus shunt maksimum dengan tegangan input berada pada maksimalnya. Pada arus yang lebih tinggi Anda juga perlu memeriksa disipasi daya. 100 mA * 3V memberikan daya maksimum mematikan 300mW. Untuk beberapa paket smd kecil yang agak terlalu tinggi.

Masalah mendasar yang mencoba mengoptimalkan rangkaian sebagaimana adanya, berasal dari fakta bahwa tegangan melintasi resistor seri terlalu rendah dan variasi tegangan suplai mewakili variasi besar di resistor seri.

Jika Anda tidak dapat (seperti yang disarankan dalam komentar) dapat membuang-buang arus, Anda mungkin perlu mempertimbangkan pendekatan perbedaan. Baik regulator seri (akan sulit dengan hanya tegangan putus 100mV), kurangi tegangan referensi Anda atau tambah tegangan suplai ke resistor seri.

Juga perhatikan bahwa TL431 memiliki arus tenggelam maksimum, di luar itu tegangan tidak akan lagi diatur (dan perangkat dapat rusak). Dengan 3.3V dan 115R Anda tidak akan berada di dekat itu.

Juga umumnya direkomendasikan untuk memiliki kapasitor kecil dari katoda ke anoda, untuk alasan stabilitas. (431s dapat dan berosilasi). Rentang kapasitor 'aman' tergantung pada setpoint dan biasanya ditentukan dalam lembar data. Saya akan merekomendasikan sesuatu dari 1nF ke 10nF, dan periksa untuk memastikan output bukan gigi gergaji.

Perhatikan bahwa tidak semua manufaktur memiliki kurva wilayah stabilitas, tetapi sudah pengalaman saya bahwa kurva dalam lembar data Instrumen Nasional LM431 berlaku untuk regulator 431 vendor lainnya (TI, ON Semi, Fairchild, dll. Dll. Dan seterusnya)