初版

基準電圧とオペアンプが一緒に入って3端子しかないTL431は結構万能

セットアップや使用方法

アナログ回路を作っているときに、あると便利なICの一つを紹介します。 シャントレギュレータTL431 - > https://akizukidenshi.com/img/goods/3/112018.jpg こんなトランジスタみたいな三本の足だけ生えたICですが色んな使い方が出来ます。 > https://www.ti.com/jp/lit/ds/symlink/tl431.pdf 簡単な等価回路はこんな感じになっており、内部にオペアンプや基準電圧Vrefが内蔵されています。ちなみにVrefは2.5Vです。REF端子はオペアンプの入力に繋がっています。 つまり2.5Vを基準に様々な電圧を生成したり比較することができる便利なICです。そして端子数が少ないのでオペアンプのように8足分配線するような苦労を減らすことができます。ここで色々な使い方を紹介しておきます。ちなみに発振する可能性があるので位相補償は各自してください。 回路例 = (可変)基準電圧 -   抵抗三本で自由な電源電圧から、一定の電圧となる基準電圧Vthが生成できる回路です。2.5V以上のあれば好きな基準電圧を作れます。 Vthは、非反転増幅回路の式を用いて $${V_{th}=2.5(1+\frac{R_2}{R_1})}$$ となります。 (可変)リニアレギュレータ・安定化電源 -   さっきの応用して、トランジスタを追加してさらに電流を流せるようにしたものです。 めっちゃシンプルだけどカスタマイズし放題なリニアレギュレータが作れちゃいます。 出力電圧Voutは $${Vout=2.5(1+\frac{R_2}{R_1})}$$ ですね。そしてQ1を大きくしたりダーリントンにすれば大電流に対応できます。またR1やR2を可変抵抗にすれば可変電源も作れますね。 (可変)定電流回路 -   これもさっきのを応用したものです。Rloadの抵抗値などや電源電圧に関わらず一定の電流を流し続けます。Rloadに流れる電流IRは $${I_R=\frac{2.5}{R_4}(1+\frac{R_2}{R_1})}$$ です。 もちろんR1やR2を可変抵抗にすると可変定電流回路にすることができます。 コンパレータ -   中身はオペアンプなのでもちろんコンパレータとしても使えます。 信号電圧Vsigが一定電圧を超えると、カソードの電圧が2.5Vまで下がってR3とカソードアノードに電流が流れます。この原理はスイッチング電源のエラーアンプとしてめちゃくちゃ使われています。(私が作ったコンバータもそうです) 信号電圧Vsigがある電圧を超えたときに電流が流れ出す電圧Vonは $${V_{on}=2.5(1+\frac{R_2}{R_1})}$$ さっきと同じですね。この電圧を超えるとR3に電流が流れます。 サージ電圧検出回路 -   ちょっとわかりにくいですけど、Vsigがある電圧を超えるとVsgの電圧が12[V]まで上昇してるのがわかります。 このときの信号電圧Vonは、同じく $${V_{on}=2.5(1+\frac{R_2}{R_1})}$$ となりますね。 フォトカプラを使って絶縁することもできます。