Le TL431 a-t-il une «tension de décrochage» en soi?

Je veux obtenir une référence stable de 3 V à partir d'une alimentation de + 3,3 V ± 5% (afin qu'elle puisse descendre jusqu'à 3,135 V et jusqu'à 3,465 V.)

Je sais que le TL431 est un régulateur shunt / zener, il n'a donc pas vraiment de tension de décrochage, mais il y a probablement un point au-dessus de 3V auquel il ne peut pas maintenir la sortie 3V. Ce que je veux savoir, c'est qu'un TL431 typique sera capable de gérer cela?

Ma configuration de circuit est ci-dessous:

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

Il n'y a pas de tension de décrochage en tant que telle. La tension de référence est de 2,5 V et elle fonctionnera avec plaisir à 2,5 V si vous court-circuitez la broche de référence à la cathode. La spécification importante à considérer est le courant de shunt.

Vous devez vous assurer qu'il y a au moins 1 mA de polarisation de l'appareil. (Basé sur la fiche technique TI.) De votre circuit, avec 115R et une chute de tension minimale de 3.135 - 3 = 0.135, vous vous retrouverez avec un courant de shunt de 0.135 / 115 = 1.1 mA. Cependant, le diviseur de tension qui a une résistance totale d'environ 3,7 kR va utiliser lui-même près de 1 mA, ce qui ne laisse pas assez pour le TL431. Vous devez également ajouter le courant que vous chargez, mais s'il s'agit d'une impédance élevée - par exemple dans un ampli-op - cela ne devrait pas poser de problème.

Vous pouvez résoudre ce problème en augmentant la valeur des résistances du diviseur de tension. Disons que nous les multiplions par dix, pour obtenir 6,34 Ko et 31,6 Ko. Le courant d'entrée maximal vers la broche ref est indiqué comme 4 uA, ce qui pourrait commencer à vous donner quelques erreurs dans le point de consigne (selon la précision que vous attendez du Vout). L'erreur la plus défavorable sera d'environ 4 uA * 6,34 k ou 25 mV.

La dernière chose à considérer est le courant de shunt maxiumum. Lorsque la tension d'entrée est à sa valeur maximale, la résistance 115R aura 0,465 V aux bornes. Cela signifie que le courant de shunt (y compris le diviseur de tension et la charge) sera de 0,465 / 115 = 40 mA. Heureusement, cela se situe bien dans le maximum de 100 mA du 431.

Parce que nous sommes encore bien en dessous du courant de shunt maximum, vous pouvez envisager de réduire la résistance série - dites aussi 56R. Cela aidera à satifier le courant de shunt minimum sans changer le diviseur de tension et à rester sous le courant de shunt maximum avec une tension d'entrée à son maximum. À un courant plus élevé, vous devrez également vérifier la dissipation de puissance. 100 mA * 3 V donne une puissance maximale de 300 mW. Pour certains petits paquets smd qui deviennent un peu trop élevés.

Le problème fondamental essayant d'optimiser le circuit tel qu'il est, vient du fait que la tension aux bornes de la résistance série est trop faible et que toute variation de la tension d'alimentation représente une grande variation aux bornes de la résistance série.

Si vous ne pouvez pas (comme suggéré dans les commentaires) vous permettre de gaspiller le courant, vous devrez peut-être envisager une approche différente. Soit un régulateur série (sera difficile avec seulement une tension de décrochage de 100 mV), réduisez votre tension de référence ou augmentez la tension d'alimentation de la résistance série.

Gardez également à l'esprit que le TL431 a un courant de descente maximal, au-delà duquel la tension ne sera plus régulée (et l'appareil pourrait être endommagé). Avec 3,3V et 115R, vous ne serez pas loin de cela.

Il est également généralement recommandé d'avoir un petit condensateur de la cathode à l'anode, pour des raisons de stabilité. (Les 431 peuvent osciller et oscillent). La plage «sûre» de condensateur dépend du point de consigne et est généralement spécifiée dans la fiche technique. Je recommanderais quelque chose de 1nF à 10nF, et vérifiez que la sortie n'est pas en dents de scie.

Notez que tous les fabricants n'ont pas les courbes de région de stabilité, mais d'après mon expérience, les courbes de la fiche technique National Instruments LM431 sont valables pour les régulateurs 431 d'autres fournisseurs (TI, ON Semi, Fairchild, etc., etc., etc.)