Conheça o TL431 (ART2168)

O Cl TL431 é apresentado por seus fabricantes como "regulador shunt ajustável de precisão". E como se fosse um diodo zener em que podemos escolher sua tensão catodo-anodo em seu ponto de ajuste.

Na figura 1 temos o circuito equivalente a este componente.

 

   Figura 1 – Símbolo equivalente
Figura 1 – Símbolo equivalente

 

As aplicações deste CI são ilimitadas citando algumas, tensão de referência para outros circuitos, reguladores de tensão série e shunt, reguladores de corrente, comparadores de tensão e até um pequeno amplificador de áudio, como veremos.

Embora não sejam tão populares quanto os 741, 555 ou 723 poderíamos escrever livros do tipo 100 circuitos somente com o TL431a exemplo do que ocorre com o CI 555 e muitos outros que temos em nossa editora.

Seus fabricantes mais conhecidos são a Texas e a Motorola que os fazem nas versões; comercial, industrial e militar, nos encapsulamentos TO-92, DIP plástico e DIP cerâmico.

A versão militar só é encapsulada em DIP cerâmico. Para diferenciar todas estas possibilidades ao nome TL431 é acrescido um sufixo composto de duas ou três letras, conforme a figura 2 e a tabela 1.

 

Figura 2 – Encapsulamentos
Figura 2 – Encapsulamentos

 

 


 

 

Ao especificar um integrado, devemos nos acostumar a citar todos os números e letras para não comprar gato por lebre!

O tipo TL431CLP é o mais comum sendo que as características elétricas serão dadas neste artigo apenas para ele.

São suficientes para o leitor amador e para a maioria das aplicações comerciais. Se alguém precisar de uma versão mais "profissional" deve consultar os manuais dos fabricantes.

 

2. O TL431 POR DENTRO

Podemos ver seu esquema elétrico na figura 3.

 

Figura 3 – Diagrama interno do TL431
Figura 3 – Diagrama interno do TL431

 

Observe que existe um diodo entre os terminais anodo e catodo que protege o Cl contra tensão invertida. Sua capacidade é de 100 mA.

O transistor de saída ajusta a tensão entre o anodo (pino a) e o catodo (pino k) e a capacidade é de também no máximo 100 mA.

O restante do circuito é constituído por uma tensão de referência bastante estável e por um amplificador diferencial (comparador de erro) que comanda o transistor de saída.

Todo este circuito que queremos manter é alimentado pela mesma tensão catodo-anodo que queremos manter estabilizada (temos apenas três no máximo 1 mA, assim para garantir seu funcionamento correto não devemos deixar a corrente anodo-catodo ser menor que 1 mA sob pena de termos uma tensão catodo-anodo menor do que esperamos.

Para entender o funcionamento do Cl vamos observar seu diagrama de blocos funcional, figura 4.

 

Figura 4 – Diagrama funcional de blocos
Figura 4 – Diagrama funcional de blocos

 

Sabemos dos amplificadores operacionais que se houver uma diferença de tensão entre suas entradas vai aparecer uma tensão em sua saída.que é igual ao valor desta diferença multiplicada pelo ganho do amplificador.

Em funcionamento como regulador o circuito se ajusta de modo a fazer com que as tensões nas entradas do amplificador operacional sejam iguais, no caso 2,495 V.

Se a tensão no pino R aumentar (maior que 2,495 V) a tensão de saída do operacional aumentará, o transistor de saída conduzirá mais aumentando a corrente entre os pinos K e A.

Se a tensão no pino R diminuir (menor que 2,495 V) ocorrerá o inverso.

Guardamos este conceito para quando entrarmos nos circuitos práticos.

 

3. CARACTERÍSTICAS DO TL431CLP

3.1 VALORES MÁXIMOS ABSOLUTOS

Estes valores se ultrapassados danificarão o integrado, (Tabela 2)

 


 

 

Se a temperatura for maior que 25°C os fabricantes do Cl recomendam que se aplique um fator de 6,2 mW/°C, ou seja, para cada grau Celsius acima de 25 devemos diminuir de 6,2 mW à potência máxima 775 mW.

 

Ex:

E usual dimensionar-se um circuito para trabalhar com 55°C de temperatura ambiente para que ele possa funcionar em regiões muito quentes (Norte-Nordeste) com segurança.

55° - 25° = 30°C (acréscimo de temperatura)

30° x 5,2 mW/°C .= 186 mw

775 -186 .-. 589 mW

se a temperatura ao redor do Cl for de 55°C a potência máxima que ele pode dissipar é de 589 mW.

 

3.2 VALORES RECOMENDADOS PELOS FABRICANTES:

Tensão anodo-catodo: 2,495 a 36 V

Corrente contínua no catodo: 1 a 100 mA

3.3 CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS A 25°C:

 


 

 

 

Verificamos que a tensão de referência tem uma tolerância de 2,20% em relação ao valor típico.

Estes valores são dados para uma corrente de catodo de 10 mA, mas observando as curvas nos manuais, o desvio é bem pequeno em relação à corrente de catodo.

Corrente de entrada no pino de ajuste (R) menor que 4uA.

Este valor foi medido com o pino R ligado ao pino K por um resistor de 10 k ohms e com corrente de catodo de 10 mA. Este valor é muito pequeno e podemos desprezá-lo nas aplicações práticas, mesmo em condições diferentes das usadas pelos fabricantes para medi-la.

O manual dá estes valores para uma temperatura ambiente de 25°C.

Para a faixa de operação (0 a 70°C) é garantido que a tensão de referência não varia mais que 17 mV.

Outras características e gráficos são dadas pelos manuais, porém considero-as de importância menor e sua publicação poderia saturar e confundir o leitor.

Um projetista profissional certamente vai consultar um manual do Cl.

 

4. O PROBLEMA DA ESTABILIDADE:

Todo circuito que tem ganho (amplificação) pode oscilar. A oscilação é causada por sinais que sofrem desvios de fase e acabam retornando ao amplificador de modo a reforçar o sinal original sendo este processo cíclico.

Estes desvios de fase são causados por capacitâncias e indutâncias (componentes reativos) distribuídos pelos componentes, pela carga e pela placa de circuito impresso.

O sinal original é muito pequeno podendo vir junto com o sinal a ser amplificado pela fonte de alimentação, pela carga, captado pela fiação e ser até o ruído térmico dos componentes.

A oscilação faz com que o circuito saia de suas características.

E um problema que a eletrônica tem que conviver e sua solução geralmente consiste em se colocar capacitores de compensação em pontos estratégicos do circuito.

Baseados numa curva do manual vemos que o TL431 pode oscilar se em paralelo com ele existir uma capacitância de 7 nF a 8 uF.

Como normalmente não sabemos o valor da capacitância da carga convém ligar um capacitor de pelo menos 10 uF em paralelo com o Cl, figura 5.

 

Figura 5 – Evitando a oscilação
Figura 5 – Evitando a oscilação

 

 

5. CIRCUITOS PRÁTICOS:

5.1. TENSÃO DE REFERÊNCIA PARA COMPARADORES DE TENSÃO, FIGURA 6.

 

Figura 6 – Circuito 5.1
Figura 6 – Circuito 5.1

 

 

Os circuitos comparadores de tensão sinalizam a ocorrência de alguns eventos como aumento ou redução de tensão, de temperatura, de corrente, de nível de líquidos, etc., além de um determinado valor pré-estabelecido.

Consistem em se comparar uma tensão variável com uma tensão fixa bastante estável e aí que entra uma tensão de referência.

O circuito da figura 6 permite obter uma tensão de 2,495 V com uma tolerância de 2,20%.

Conforme vimos o amplificador interno do TL431 atua no transistor de saída de modo a ajustar a corrente que passa por R1 e assim igualar a tensão no pino R (que é a mesma do pino K) com a tensão de 2,495 V interna do Cl.

O cálculo (de R1 processa-se da mesma forma que num diodo zener.

Vamos dar um exemplo numérico:

Deseja-se uma tensão de 2,495 V estável que será usada por um circuito que consome 100 uA.

A tensão Vin pode variar de 7 a 12 V. Dimensionar R1.

 

Solução:

Lembramos que a corrente mínima no Cl é de 1 mA, mas vamos fazê-la igual a 5 mA e isto naturalmente vai acontecer com Vin = 7 V . Veja equiação 1

A potência dissipada máxima em R1 e no CI ocorre com Vin = 12 V . Veja equação 2.

R1 é um resistor de 820 ohms com potência de 0,25 W ou mais. Devemos verificar se a potência dissipada no Cl não ultrapassou os 589 mW apresentados anteriormente Veja equação 3.

O Cl vai trabalhar folgado.

Normalmente não temos problemas de oscilação com este circuito porque ele é ligado em entradas de Cls comparadores de tensão que tem capacitância da ordem de dezenas de picofarads, portanto. abaixo de 7 nF.

Se em alguma aplicação particular tivermos oscilação já sabemos a solução: colocar um capacitor de pelo menos 10 uF em paralelo com o CI.

Se a tensão Vin for proveniente de pilhas é conveniente diminuir a corrente mínima no CI (nunca abaixo de 1 mA) para aumentar a vida das mesmas. R1 irá aumentar.

 


| Clique na imagem para ampliar |

 

 

5.2. REGULADOR DE TENSÃO SHUNT: (FIGURA 7)

 

Figura 7 – Regulador tipo shunt
Figura 7 – Regulador tipo shunt

 

 

Este circuito faz o mesmo que o anterior só que temos a possibilidade de escolher a tensão de saída usando dois resistores no caso R2 e R3.

O funcionamento do circuito continua sendo o mesmo, ou seja, o Cl ajusta a corrente em R1 de modo a termos uma tensão Vo que passando pelo divisor de tensão R2, R3 faz com que no pino R fique com 2,495 V.

A tensão de saída é dada pela equação 4:

A equação e facilmente deduzida pela teoria dos amplificadores operacionais.

Note que a tensão de entrada, Vin, não aparece na equação, ela precisa apenas ser maior que Vo para que haja uma corrente em R1.

O cálculo de R2 e R3 se faz escolhendo r um valor para um deles e calculando o outro.

Um método que uso para encontrar um bom par R2 e R3 é lembrar que a corrente no pino R é de no máximo 4 uA e que para que ela não influa no divisor R2 e R3 devemos fazer a corrente nestes resistores ser muito maior, digamos 1 mA. Adotando R3 igual a 2000 ohms, Veja equação 5.

Exemplo: desejamos uma tensão de 4,5 V. Calcule R2. Veja equação 6.

Para uma boa precisão usamos R2 1,62 k ohms - 1% de tolerância, 0,4 W, filme metálico.

A tolerância de tensão Vo depende da tolerância da tensão de 2,495 V, que é de 2,20% e da tolerância de R2 e R3.

Se forem usados resistores de filme metálico com 1% de tolerância, Vo poderá ser +/- 3,6% diferente do valor calculado.

Se os resistores tiverem 5% de tolerância Vo terá tolerância de 9%.

Vamos calcular Rt através de um exemplo:

Devemos alimentar uma carga que consome 30 mA com 4,5 V.

A tensão Vin é de 6 V. Calcular os resistores.

 

Solução:

R2 e R3 já foram calculados no exemplo anterior.

Vamos adotar uma corrente de 2 mA no CI. Veja equação 7.

R1 poderá ser um resistor de 47 ohms, 1/4 W, 5% de carbono.

C1 garante a estabilidade do circuito e será adotado 100 uF, 16 V, eletrolítico.

A potência dissipada no Cl é vista na equação 8.

Vamos fazer mais dois exercícios com o leitor referentes aos exemplos anteriores.

1. Em caso de curto na saída (Vo=0) qual será a potência dissipada em R1. Como proteger este circuito contra isto?

Pela figura 7 vemos que se a saída está em curto toda tensão Vin fica aplicada em R1.

 

   Figura 7 - Condição de curto. Veja equação 9
Figura 7 - Condição de curto. Veja equação 9

 

 

Para proteger este circuito contra curto na saída devemos usar R1 com pelo menos 1 W de potência.

2. Em caso de se desligar a carga na saída qual será a corrente e a potência que o Cl terá de suportar? Ele resiste?

3.

Solução:

Com a eliminação da corrente de carga a tensão Vo tenderia a subir por diminuir a queda de tensão em R1.

O Cl tem que "puxar" corrente de R1 de modo a fazer Vo = 4,5 V. . Veja equação 10.

Por R2 e R3 passa 1,25 mA de corrente, (já calculado). Veja equação 11

Ele resiste.

 

5.3. REGULADOR DE TENSÃO SHUNT AJUSTÁVEL. (FlGURA 8)

No circuito anterior (figura 7) é possível ajustar Vo mediante a colocação de um resistor ajustável no lugar de R2 ou R3, veja a equação 1.

O circuito da figura 8 tem a vantagem de podermos estabelecer uma faixa de variação de Vo entre dois valores estabelecidos. A variação máxima possível é de 2,495 V até a tensão de alimentação Vin.

 

Figura 8 – Regulador shunt ajustável
Figura 8 – Regulador shunt ajustável

 

Rt pode ser um trimpot ou potenciômetro sendo que se adotarmos um valor de 1000 ohms para ele (valor bastante comercial) a corrente em R2, R3 e nele, será alta o suficiente para podermos desprezar a corrente de entrada no pino R do Cl.

Para cálculo de R2 e R3 devemos seguir alguns passos:

a) considerar o menor valor para Vo desejável chamando-o de V1

b) considerar o maior valor para Vo desejável chamando-o de V2

Observe a figura 9:

 

   Figura 9 – Situações para o cálculo
Figura 9 – Situações para o cálculo

 

c) calcular R2 pela seguinte equação: Veja equação 12.

d) calcular R3 pela seguinte equação: A . Veja equação 13.

As equações 3 e 4 foram deduzidas sabendo-se que a tensão no pino R do Cl é de 2,495 V. As duas posições extremas do cursor de Rt, figura 9, deram origem a um sistema de duas equações e duas incógnitas cuja solução são as equações apresentadas.

Devemos notar que R2 e R3 não precisam ser resistores de 1% de tolerância porque o ajuste de Rt compensa as tolerâncias do Cl e dos resistores.

A variação da tensão de Rt não é linear

R1 é calculado como nos circuitos anteriores. C1 também já foi comentado.

Vamos aprender a usar as equações com dois exemplos práticos:

1 - Com o circuito da figura 8 desejase construir uma fonte capaz de variar a tensão de saída de 4 a 12 V. Calcular R2 e R3.

 

Solução:

Sabemos que as tolerâncias, da tensão interna do Cl é de 2,20%, de R2 e\R3 são 5% (resistores comuns de carbono) e de um trimpot ou potenciômetro é de 10%.

Podemos considerar como uma tolerância total dos componentes de 20%.

Convém então diminuir a tensão de 4 V em 20% e aumentar a tensão de 12 V em 20% para realmente conseguirmos a faixa desejada.

V1 = 4 - 20% = 3,2 V

V2 = 12 + 20% -.- 14,4 V

Adotando Rt= 1000 ohms . Veja equação 14

R2 será adotado 390 ohms, valor comercial mais próximo. Veja equação 15.

R3 será adotado 270 ohms, valor comercial mais próximo.

 

2- Deseja-se construir uma fonte de precisão que tenha 5,00 V de tensão de saída. Determinar o circuito.

Solução:

Escolhemos o circuito da figura 8 por permitir ajustar a tensão de saída em precisamente 5,00 V.

Uma vez ajustado o trimpot a tensão de saída não irá variar mais que 1%. Se a carga não variar muito podemos ter uma precisão da ordem de 0,1%.

O trimpot precisa apenas compensar a tolerância dos componentes que como vimos e de 20%.

V1 =5 - 20% = 4 V

V2=5 + 20% = 6 V – Veja equação 16

R2 será adotado 1,8 k ohms (valor comercial mais próximo). Veja equação 17.

R3 será adotado 2 k ohms (valor comercial).

Os circuitos apresentados com seus valores comerciais calculados foram testados em laboratórios podendo ser usados pelos leitores.

Os circuitos seguintes não serão detalhados porque alguns deles sozinhos dariam origem a artigos.

Como disse as aplicações do TL431 são ilimitadas.

Com as considerações feitas até agora os leitores têm subsídios para compreender e até calcular valores de componentes. Oportunamente faremos comentários.

 

5.4. REGULADOR DE TENSÃO SHUNT os ALTA CORRENTE: (FIGURA 10)

 

Figura 10 – Regulador shunt de alta corrente
Figura 10 – Regulador shunt de alta corrente

 

Neste circuito foi colocado um transistor PNP de potência ligado como seguidor de emissor.

Isto permite aumentar a corrente de trabalho que antes era restrita ao valor de 100 mA do Cl.

Note que a tensão de saída obedece a mesma equação 1 vista anteriormente, só depende de R2 e R3.

Vo pode ser ajustável usando a técnica da figura 8.

R4 tem a mesma função de R1 só que em níveis de corrente mais altos.

 

5.5. REGULADOR DE TENSÃO SÉRIE: (FIGURA 11)

 

   Figura 11- Regulador série
Figura 11- Regulador série

 

Nos circuitos anteriores o elemento regulador era colocado em paralelo com a carga (shunt) e funcionava ajustando a corrente num resistor de modo a tornar a tensão de saída constante.

Em ausência de carga o elemento shunt tem que absorver corrente para manter a tensão de saída, o que significa aquecimento e perda de energia, por isso este tipo de circuito é usado em aplicações onde a carga não varia muito ou ela é muito pequena (dezenas de miliampères).

No circuito da figura 11 o elemento regulador é um transistor NPN de potência em série com a carga. O resistor R1 fornece corrente para a base do transistor e para o TL431.

Se a tensão Vo subir, a tensão no pino R do Cl também sobe, que faz com que a corrente absorvida pelo CI aumente retirando corrente de base do transistor fazendo-o conduzir menos.

A tensão coletor-emissor do transistor aumentará diminuindo a tensão de saída até o valor estabelecido pela equação.

Se Vo tender a diminuir ocorre um processo inverso.

A equação já é nossa conhecida e vale os comentários já feitos.

A estabilidade do circuito é dada por C1. Este capacitor proporciona um caminho para corrente alternada (oscilação) fazendo uma realimentação negativa.

Lembre-se que quando a tensão no pino R tende a aumentar a tensão no pino K diminui e isto cancelará a oscilação. Já projetei diversas fontes a partir deste circuito tendo usado capacitor de 1 nF cerâmico disco para C1.

Como em qualquer projeto de fonte, são necessários ainda capacitores eletrolíticos na entrada e saída do circuito de valores compatíveis com a corrente de carga.

 

5.6 REGULADOR DE TENSÃO SERIE USANDO O TL.431 PARA CONTROLAR UM REGULADOR FIXO DE POTENCIA, FIGURA 12:

 

Figura 12 – Controlando um regulador fixo
Figura 12 – Controlando um regulador fixo

 

Neste circuito o Cl 7805 (um ou outro da série 78XX) é usado como elemento série.

E como se fosse o transistor do circuito anterior só que sofisticado, com proteção contra curto e sobre-temperatura característicos da série 78XX.

Quem comanda todo o circuito é o TL431 e como vemos pela sua equação característica o 7805 não tem qualquer influência no valor da tensão Vo.

Vemos pelo circuito que a tensão de saída não pode ser menor que 7,5 V, isto porque a tensão mínima no pino K do integrado recomendada é de 2,495 V e temos que somá-la a tensão entre os pinos comum e de saída do 7805 que é de 5 V.

A tensão mínima, entre os pinos de entrada e saída do 7805 é de 2 V isto significa que Vin deve ser de no mínimo 9,5 V.

A corrente que sai do pino comum dos integrados da série 78XX (cerca de 4 mA) garante o funcionamento do TL431 dispensando o R1.

 

5.7. REGULADOR DE CORRENTE CONSTANTE: (FIGURA 13)

 

   Figura 13 – Regulador de corrente constante
Figura 13 – Regulador de corrente constante

 

Este circuito fornece uma tensão constante a uma carga R1. O funcionamento continua sendo o mesmo, o TL431 ajusta a corrente em R1 de modo a fazer a tensão no pino R de 2,495 V (em relação ao pino A). Pela lei de OHM uma tensão constante num resistor gera uma corrente constante.

Deveríamos somar a corrente. do Cl mas como é geralmente muito menor que a corrente no resistor e desprezada.

A corrente de saída é, portanto: Veja equação 18

A potência dissipada em R3 é dada pela equação 19.

A tensão de saída depende do valor de R1. Pode ser desde 0 V com R1 = 0 S2 até a tensão de entrada Vin menos a tensão coletor-emissor do transistor, menos a tensão em R3 que é de 2,495 V com R1 = Infinito – Veja equação 20.

As fontes de corrente constante são usadas principalmente em carregadores de baterias.

Urna aplicação interessante é usar o circuito da figura 13 como carga eletrônica para o ensaio de fontes de alimentação.

Para isso devemos curto-circuitar a tensão Vin submetida a uma corrente de carga constante.

 

5.8. O TL431 COMO COMPARADOR DE TENSAO: (FIGURA 14)

 

   Figura 14 – TL431 como comparador
Figura 14 – TL431 como comparador

 

Nos circuitos vistos até agora o TL431 funcionava como forma contínua, analogicamente. Ele conduzia um pouco mais ou um pouco menos de modo a manter 2,495 V em seu pino R.

Sabemos do estudo dos amplificadores operacionais que se não houver realimentação negativa o ganho do circuito será máximo, saturando ou cortando seu estágio final, conforme a condição de suas entradas.

O circuito passa a funcionar digitalmente.

O TL431 tem um amplificador de alto ganho interno e ainda uma tensão de referência bastante estável ligada à sua entrada negativa (veja figura 4).

Podemos então fazê-lo funcionar como comparador de tensão.

Ainda pela figura 4 se a tensão no pino R for menor que 2,495 V a saída do operacional interno será baixa e o transistor de saída ficará cortado.

E como se o TL431 fosse retirado do circuito. A saída fica ligada à Vin através de R1. Se a tensão no pino R for maior que 2,495 V, o TL431 irá saturar ficando Vo aproximadamente igual a 2 V.

Temos que limitar agora a tensão no pino R do CI porque a tensão neste tipo de aplicação chega a ser maior que 2,495 V, e isto faz com que flua uma corrente elevada pelo pino R.

Veja na figura 3 que o pino R é ligado diretamente a base de um transistor.

Usando R2 igual a 100 k ohms a corrente ficará limitada à aproximadamente 400 uA se Vc for de 40 V (o máximo permitido é de 10 mA).

Não convém deixar a tensão Vc ser negativa.

 

5.9. TEMPORIZADOR: (FIGURA 15)

 

   Figura 15 - Temporizador
Figura 15 - Temporizador

 

Quando a chave S1 é aberta a tensão no capacitor (e no pino R) cresce exponencialmente partindo do zero.

Chegando em 2,495 V o Cl conduz e acende o LED, permanecendo neste estado até S1 ser fechada.

R1 fornece uma corrente mínima para o Cl funcionar, R4 limita a corrente no LED e no próprio Cl quando de sua condução. R2 além de fornecer corrente para a carga do capacitor limita a corrente no pino R do Cl.

Convém não usar R2 menor que 10 k ohms.

 

5.10. MONITOR DE: TENSÃO: (FIGURA 16)

 

Figura 16 – Monitor de tensão
Figura 16 – Monitor de tensão

 

Nesta aplicação O LED acende se a tensão Vin estiver dentro de dois limites de tensão estabelecidos por R2, R3, R5 e R6.

Se Vin estiver abaixo do limite inferior a tensão no pino R dos integrados estará abaixo de 2,495 V e nenhum deles conduz.

Se Vin estiver acima do limite inferior mas abaixo do limite superior CI-1 conduzirá acendendo o LED.

Se Vin estiver acima do limite superior Cl-2 também vai conduzir, mas sua condução provoca o corte de CI-1 apagando o LED.

(equação 21)

 

5.11. CROWBAR COM SCR (FIGURA 17)

 

Figura 17 – Crowbar com SCR
Figura 17 – Crowbar com SCR

 

Esta aplicação é muito útil para proteger uma carga contra sobretensão causada por um defeito na fonte Vin.

Se a tensão Vin subir para um valor determinado por R2 e R3 o TL431 conduz aplicando uma tensão baixa na base de T1.

Este transistor satura permitindo uma corrente na porta de D1 determinada por R4. Dt então conduz aplicando um curto em Vin até o fusível F1 queimar.

Se Vin estiver normal (abaixo do ponto de corte) a tensão no pino R do Cl estará abaixo de 2,495 V e o Cl não conduz. Veja equação 22.

 

5.12. CROWBAR COM TRIAC (FIGURA 18)

 

Figura 18 – Crowbar com triac
Figura 18 – Crowbar com triac

 

Este circuito é semelhante ao anterior com a diferença que D1 é um triac que pode ser acionado por uma tensão baixa em seu terminal porta. Isto dispensa T1, R4 e R5. Veja equação 23.

 

5.13. OHMÍMETRO LINEAR: (FIGURA 19)

 

Figura 19 – Ohmímetro linear
Figura 19 – Ohmímetro linear | Clique na imagem para ampliar |

 

Neste circuito funcionam linearmente tanto o TL431 quanto o LM11. A função do TL431 é aplicar uma tensão constante no resistor selecionado pela chave de escala. Lembramos que a tensão nos pinos de entrada do LM11 é feita igual (princípio do amplificador operacional).

Uma tensão constante num resistor dá origem a uma corrente constante que é aplicada no resistor Rx em medição.

Dependendo do valor de Rx teremos uma tensão na entrada positiva do LM11 que aparecerá igual na sua saída. Vo é diretamente proporcional ao valor de Rx.

 

5.14. AMPLIFICADOR DE ÁUDIO SIMPLES: (FIGURA 20)

 

Figura 20 – Amplificador de áudio simples
Figura 20 – Amplificador de áudio simples

 

Nesta aplicação os resistores no pino R do Cl determinam um ponto de repouso do circuito com uma corrente contínua fluindo pelo primário do transformador T1.

Um sinal AC varia a tensão no pino R fazendo com que haja uma tensão proporcional em TR1 que a aplica no alto-falante. Como a corrente no pino R é muito maior que a corrente no pino K do Cl temos um ganho de potência considerável.

 

5.15. REGULADOR DE TENSÃO CHAVEADO: (FIGURA 21)

 

Figura 21 – Regulador chaveado
Figura 21 – Regulador chaveado

 

Nesta aplicação O TL431 não está trabalhando numa região linear, mas sim como comparador de tensão.

 

Quando a tensão de saída cair abaixo dos 5 V o TL431 irá cortar permitindo a condução dos dois transistores.

O indutor começa então a carregar fazendo a tensão de saída subir.

Passando de 5 V o TL431 conduzirá desligando os transistores. O indutor passa a descarregar e a tensão de saída volta a cair fechando o ciclo.

 

6. NOVAS VERSÕES:

Alguns anos depois de lançado a Motorola criou um novo encapsulamento o SOP-8 para a tecnologia de montagem em superfície, somente disponível na versão comercial.

Criou também uma série com uma tolerância de apenas 1% na tensão de referência interna! identificada por uma letra A após o TL431.

Esta série A está disponível para todas as versões apresentadas inclusive a SOP-8.

Vamos exemplificar:(Tabela 3)

 


 

 

 

Obs. Este artigo é de 1992. Podem haver versões mais modernas deste componente.

 

7. Conclusão:

O TL431 apesar de ter somente três pinos faz coisas que muitos outros de maior tamanho não fazem, como ter urna tensão de referência com tolerância de 2,20% (ou 1% na série A), trabalhar com apenas 2,5 V e consumir 1 mA.

Trabalha perfeitamente com pilhas.

Um CI clássico como o LM723 com seus 14 pinos tem uma tensão de referência com tolerância de +/- 4,9%, tensão mínima de alimentação de 9,5 V e consumo de 4 mA. O LM723, contudo, oferece uma corrente de saída 50% maior (150 mA) e um limitador de corrente que pode ser usado em ,grande parte de suas aplicações. E facilmente encontrado no mercado.

O TL431 é bastante utilizado pela indústria principalmente nas aplicações de tensão de referência e regulador, havendo um campo enorme para ele.

Os dados e os circuitos práticos apresentados foram tirados dos manuais da Texas e Motorola.

 

 


Opinião

O que vem pela frente (OP210)

Uma das características do Instituto Newton C. Braga é a manutenção do ritmo de suas realizações, independentemente do que se passa no nosso mundo. Não foi a pandemia, nem crises de qualquer tipo que alteraram nosso ritmo de trabalho.

Leia mais...

Localizador de Datasheets e Componentes


N° do componente 

(Como usar este quadro de busca)