TL431, toma dos

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Estoy usando un regulador de desviación TL431B (± 0.5%) para obtener 3V ± 1% (máx.) De un suministro de 3.3V ± 5%, por lo tanto de 3.135V a 3.465V. El suministro de 3.3 V es un conmutador, por lo que tiene una cantidad decente de ruido de alta frecuencia (~ 3 MHz).

Esto está relacionado con mi pregunta anterior;

¿El TL431 tiene un "voltaje de desconexión" per se?

De hecho, la configuración del circuito es muy similar pero ajusté los valores de las resistencias, así que usaré el mismo diagrama dibujado en mi estilo TomCAD:

        560R 5%
+3.3V-+-/\/\/\---+----------+-------+-- 3V out
      |          |          |       |
     --- 100n    /          |      --- 4.7u
     --- 16V     \ 6.34k    |      --- 6.3V
      |          / 0.1%  ___|__|    |
     ---         |       | / \     ---
      -          +--------/___\     -
                 |          |
                 /          |
                 \ 31.6k    |
                 / 0.1%     |
                 |          |
                ---        ---
                 -          -

Dos preguntas:

  1. ¿Funcionará?

  2. ¿Cuál es la precisión dada la precisión ± 0.1% resistencias y 2.495V ± 0.5% referencia? ¿Es la suma, tan ± 0.7%, o algo complicado?

pregunta Thomas O

2 respuestas

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Funcionará, pero no será muy rígido.

(3.135V - 3V) / 560R proporciona 241 microamperios. Si la carga es mayor que eso, la caída de voltaje en la resistencia de 560 ohmios reducirá el voltaje de entrada por debajo del punto de ajuste que desea.

Normalmente, debe permitir que el 431 consuma 1 mA para mantener a raya todas las suposiciones de la hoja de datos. Debe ir con una resistencia de serie inferior: 51R permite 2,65 mA a una entrada mínima. El 431 puede comer de manera segura unos pocos miliamperios, así que no te preocupes por el poder.

Un análisis rápido muestra el voltaje más bajo = 2.980 V, el más alto 3.012 V (nominal 2.996 V), por lo que estamos viendo +/- 0.53%. Los puntos de referencia en el peor de los casos se producen cuando las dos resistencias están en los extremos opuestos del espectro de tolerancia (uno grande y otro pequeño).

    
respondido por el Adam Lawrence
3

Q1
Sí.

Q2
Esto merece una respuesta más larga.

\ $ V_ {OUT} = V_ {REF} \ times (1 + \ dfrac {R1} {R2}) + I_ {REF} \ times R1 \ $

Para encontrar el límite superior de \ $ V_ {OUT} \ $ tienes que trabajar con el límite apropiado para cada uno de los factores. Apropiado significa que para algunos será el límite inferior, para otros el límite superior. Aquí es el límite inferior para R2, el más alto para todos los demás. Conectar los números nos da

\ $ V_ {OUT} = (2.495 * 1.005) \ times (1 + \ dfrac {6340 * 1.001} {31600 * 0.999}) + 0.4 \ times 10 ^ {- 6} \ times (6340 * 1.001) = 3.0141V \ $
\ $ = 3V + 0.47 \% \ $

Del mismo modo, para el límite inferior de \ $ V_ {OUT} \ $:

\ $ V_ {OUT} = (2.495 * 0.995) \ times (1 + \ dfrac {6340 * 0.999} {31600 * 1.001}) = 2.9796V = 3V - 0.68 \% \ $

¿Por qué eliminé el término para \ $ I_ {REF} \ $ aquí? Para \ $ I_ {REF} \ $ solo se da un valor máximo, no mínimo, por lo que, en el peor de los casos, podría ser igual a cero.
Si se pone su sombrero de compra inteligente, podría decir: "Correcto, ese es el 0.7% que calculé, no necesitaba este cálculo complicado para eso". No, no lo hiciste porque las tolerancias son muy bajas. Para tolerancias más altas encontrará que simplemente agregar no es suficiente.

Hay otra cosa importante a tener en cuenta. Los parámetros en una hoja de datos siempre se especifican bajo ciertas condiciones. En este caso es una corriente de dispositivo de 10mA. Solo tenemos una fracción de eso, 240 \ $ \ mu \ $ Un caso peor. Así que los valores pueden ser un poco diferentes.

Lo que nos lleva a nuestra próxima clase: ¡filosofía!
¿Vale la pena pasar por todos estos problemas y gastar dinero en componentes de precisión si no está seguro del resultado? ¿Qué tal el resto del sistema? ¿Hiciste los mismos cálculos para todos los demás componentes? ¿Son todas piezas de precisión? ¿Dónde está el eslabón más débil?
En mi primer año en la universidad, pensé que el DMM que mostraba 6 dígitos significativos era genial. Ahora lo sé mejor. En la mayoría de los casos, los dos últimos dígitos no son confiables, por ejemplo, porque se desviarán tan pronto como la temperatura suba medio grado. Eso me recuerda: las referencias de voltaje de temperatura controlada! ¿Qué sucede si la temperatura de su producto aumenta en 10 °?
Recuerdo un seminario sobre dispositivos analógicos al que asistí una vez, ¡donde el orador mostró una traza de 5 cm en una entrada de ADC que introduciría varios LSB de error! Podría seguir, pero la conclusión es: ¿puedo realmente lograr esta precisión teórica y, lo que es más importante, ¿me importa realmente?
Su producto probablemente se desempeñará tan bien si la referencia es 3.01V, ¿verdad? Supongo que preferiría centrarme en estabilidad y ruido . Si aún cree que necesita una referencia de voltaje precisa, no lo haría si tuviera un TL431. Google para referencias de precisión de voltaje. Tendrás dispositivos como el MAX6010 de Maxima (uno de los primeros éxitos para mí), Lo que tiene una precisión inicial del 0.2%. (Tendrá que aumentar su 3.3V un poco; tiene un abandono de 200 mV).
Los dispositivos analógicos
AD780 tienen una precisión de 1 mV (o 0.033%), pero requieren al menos 4V (máximo 36V, por lo que puede tener esto disponible en algún lugar).

    
respondido por el stevenvh

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