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TL431 zener de precisión, funcionamiento y prueba

El TL431 es un componente de referencia de precisión programable que se utiliza en una variedad de circuitos muy amplia. Sirve como una referencia de tensión en los circuitos donde se necesita un voltaje de referencia no estándar. Otros usos incluyen el control de retroalimentación para la conducción de un opto acoplador en las fuentes de alimentación, monitores de voltaje, fuentes de corriente constante y reguladores de paso serie.
En cada una de estas aplicaciones, es fundamental para mantener la estabilidad del dispositivo en el manejo de corrientes y capacidades de cargas variables.

Como puedes ver en la imagen del símbolo este es como un diodo zener de ahí que algunos lo mencionen como un zener programable de precisión, en una fuente no importa la tensión de salida a regular, ya que el integrado es capaz de mantener la regulación definida por diseño de la fuente con solo la tensión que se le aplique a su terminal de referencia. Por esta razón es que se puede usar para regular fuentes de ejemplo: 95v, 110, 135v etc.

El uso más amplio que se le da es en el control de realimentación de la tensión de error en fuentes de alimentación conmutadas.
En las siguientes imágenes puedes ver el símbolo, encapsulado y el diagrama a bloques

 

Funcionamiento

En la siguiente imagen puede ver una parte de fuente conmutada, sección del TL431, se toma una tensión de los bobinados secundarios, en este caso 5v, R7 alimenta el ánodo del diodo emisor del opto acoplador mientras que R6 es la resistencia de carga del cátodo del TL431, RB, R10 y R9 conforman un divisor de voltaje, cualquier variación en el voltaje de salida será censada por la red divisora, la diferencia se verá reflejada en el terminal 1 (REFERENCIA) del TL431, el control es como sigue:

Al aumentar la tensión de salida también aumenta en el terminal 1 del TL431, esto genera mayor conducción del TL431 generando una mayor caída de tensión en R6 lo que hará que disminuya el encendido del diodo emisor del opto acoplador, disminuyendo a su vez la conducción del foto transistor del opto acoplador, esto modificara la frecuencia de trabajo del circuito de switcheo de la fuente reduciendo la tensión de salida.

A la inversa, si la tensión disminuye en el secundario, la red divisora lo detectara aplicando la diferencia al terminal 1 del TL431, esta disminución de tensión genera una menor conducción del TL431 y por lo tanto una menor caída de tensión en R6, incrementando el encendido del diodo emisor de luz del opto acoplador, lo que genera una mayor conducción del foto transistor del opto acoplador, esto modificara la frecuencia de trabajo del circuito de switcheo aumentando la tensión de salida.

NOTA: Las resistencias de la red divisora RB, R9 y R10 deben ser de  precisión, principalmente RB, ya que de los valores de esta red resistiva divisora de tensión depende el valor de la tensión a regular, es por eso que para regular a distintas tensiones se puede usar el TL431 pues la tensión a regular depende de esta red resistiva, si elevara su valor RB es probable que la tensión de salida aumente, en pocas palabras la acción es inversamente proporcional, si disminuye la tensión en el terminal 1 del TL431 aumenta la tensión de salida en los secundarios y viceversa.

Prueba con el probador de diodos

El dispositivo viene en varias presentaciones de encapsulado, pero las mediciones en la prueba son validas para todas, la lectura puede variar un tanto pues depende del multímetro utilizado, en este caso se utilizo uno de impedancia de 10 mega ohmios, mas adelante te entregaremos un circuito de prueba dinámica, por el momento te dejo la prueba con multímetro en probador de diodos.

R es punta roja y N es punta negra