TL431 คืออะไร..? ปรับ Volte ได้ยังไง...?

สวัสดีครับ ยินดีต้อนรับทุกท่านเข้าสู่ช่อง ZimZimDIY
สำหรับวันนี้ผมจะมาพูดถึง IC TL431 กันนะครับ ว่ามันคืออะไร
IC TL431 ที่จริงมันเป็นวงจร Voltage Reference วงจรหนึ่ง หรือ เป็นวงจรที่สามารถปรับแรงดัน ขาออกได้
มันทำงาน คล้ายๆกับ Zenor Diode แต่ดีกว่าในหลายๆด้าน
ถ้ามาดูที่โครงสร้างหลักๆ
เขาก็จะมี op-amp เปรียบเทียบแรงดัน 1 ตัว
วงจรนี้ มีแรงดันอ้างอิงภายในประมาณ 2.5V
มี ทรานซิสเตอร์ ทำหน้าที่ คอยดึงกระแส ลงกราวด์
ปกติ ซีเนอร์ไดโอดเราจะต่อ ขาแคโทดกับแอโนด ลักษณะนี้ใช่ไหมครับ แล้วมัน ก็จะมี ค่า Voltage Reference
หรือค่า Vref ค่าๆหนึ่งเช่น 3.3V
สำหรับการต่อใช้งานปกติ ตัวมันจะพยายามจะรักษาแรงดัน Output ให้เท่ากับค่า Vref
โดยการปล่อย กระแสบางส่วน ลงไปยังกราวด์
เนื่องจาก เมื่อ R คงที่ I ลดลง V ก็จะลดลงตามครับ
ทีนี้ ถ้าเพื่อนๆต้องการเปลี่ยนแรงดัน Output เป็นค่าอื่นๆ เพื่อนๆจะทำไงครับ
ใช่ครับ...เพื่อนๆก็ต้องเปลี่ยน ZenerDiode ให้มีแรงดัน Vref ตามค่าที่เราต้องการอย่างเช่น 4.7V 5.1V
แต่สำหรับ TL431 ยืดหยุ่นกว่านั้นครับ มันเหมือนเราจับ ซีเนอร์ไดโอดพวกนี้ มามัดรวมกัน
ถ้าจับหันพื้นที่หน้าตัดเข้าหาตัวแบบนี้
เราสามารถควบคุมแรงดันไฟจากขาแรก
และขานั้นๆเราจะเรียกมันว่าขา Vref ครับ
ถัดมา
ขาที่ 2 ขา Anode และขาที่ 3 ขา Cathode
เพื่อให้เพื่อนๆเข้าใจได้ง่ายขึ้น
เดี๋ยวเรามาดูวงจรแรกกันเลยครับ
วงจรนี้สิ่งที่ควรรู้ก่อนเป็นลำดับแรกก็คือ
TL431 สามารถรองรับกระแส ได้สูงสุดเพียง 100 mA Ik เท่านั้นนะครับ ถ้ามากกว่านั้นมันจะไหม้
ส่วนแรงดัน Vref อาจจะเริ่มต้น ตั้งแต่ 2.5V ถึง 36V ได้เลยครับ
วงจรนี้ เพียงแค่ นำขา Vref ต่อกับขา Output
ค่าแรงดันที่ได้จะเป็นแรงดันขั้นต่ำของ TL431 นั้นก็คือประมาณ 2.5V
เพื่อไม่ให้ IC ไหม้
ผมจะใส่ตัวต้านทาน 470ohm เข้าไปหลัง input
เดี๋ยวลองคำนวนณ กระแสที่ไหลผ่าน IC ตัวนี้ดูครับ
Ik = 12V - 2.5V / 470Ohm = 20mA
ประมาณ 20mA ก็ถือว่าปลอดภัย หายห่วงครับ
แรงดันแหล่งจ่ายผมเตรียมไว้ 12V
ใส่ IC เข้าไป
ใส่ R 470 ohm
จั้มไฟจากขา 1 มาขา 3
เดี๋ยวเราลองมาวัดไฟที่ Output ที่จะไปใช้งานดูครับ นี่ครับ
ออกมาที่ 2.5V จริงๆด้วย
ผมจะเพิ่มแรงดันไฟ ขึ้นไปเรื่อยๆ มันก็ยังพยายามรักษาแรงดันให้อยู่ในช่วง 2.5V ให้ได้
ส่วนแรงดันที่ต่ำกว่า 12V ผมแนะนำว่าไม่ควรต่ำกว่า 3V นะครับ
เพราะว่าแรงดัน Vref ไม่มีทางที่จะสูงกว่าแรงดันแหล่งจ่ายได้อย่างแน่นอน
ทีนี้ ถ้าหาก เราอยากได้ Output ที่แรงดันมากกว่านี้ จะทำไง
ผมสามารถเพิ่ม ตัวต้านทาน 2ตัว ทำเป็น Voltage Divider หรือว่าวงจรแบ่งแรงดัน ได้
โดยแรงดันOutput สามารถคำนวณ สูตรได้ดังนี้
งั้นผม ยกตัวอย่างเช่น ผมจะใช้ตัวต้านทาน R1 , R2 ค่า 20k ค่าเดียวกันทั้ง 2 ตัว
ผมก็จะคำนวณแรงดันที่ออกมาได้ = 5V
มาดูวงจรจริงกันครับ
ผมจะดึงจั้มเปอร์ตัวนี้ออก
ใส่ R 20K เข้าไป
ผมวัดแรงดัน Output ได้ประมาณ 5.2V ครับ
เนื่องจาก การต่อใช้งานจริง อาจจะมีค่าความผิดเพี้ยนต่างๆเกิดขึ้นได้เสมอ
ซึ่งการที่เราเปลี่ยนค่าตัวต้านทาน แต่ละตัวที่มาต่อตรงนี้ อาจจะ ทำให้เราได้รับเอาต์พุตได้ตั้งแต่ 2.5v - 36V
แต่ย้ำอีกครั้งว่า แรงดัน Output ยังไง๊ ยังไง ก็ไม่สามารถสูงกว่าแรงดัน input ขาเข้าได้อย่างแน่นอน ครับ
สำหรับวงจรนี้ ผมจะใช้ตัวต้านแบบปรับค่าได้ 20k มาใส่แทน R ตัวนี้ครับ
ถอด R 20k ออกตังหนึ่ง
เสียบ ขา R ใส่แทนเข้าไป
นี่ครับ ตอนนี้ผม สามารถเปลี่ยนค่า Output จาการปรับวอลุ่มได้ ตั้งแต่ 2.5V จนไปถึง 5.1V
แต่ข้อเสียของวงจรนี่ ก็คือ กระแสที่ไหลผ่าน Output จะถูกดรอปกระแส จำกัดต่ำกว่า 100mA จาก Rตัวนี้ เพื่อป้องกัน IC ไหม้
แล้วถ้าอยากได้ กระแสที่สูงกว่านี้ ละจะต้องทำยังไง
เราสามารถประยุกต์ ใช้ IC TL431 ไปขับทรานซิสเตอร์ ที่มีอัตราการขยาย กระแส สูงกว่านี้ได้
เช่นวงจร Fixed
ส่วนที่เราพบ เห็นบ่อยๆในวงจร powersupply ก็คือ เข้าจะใช้ TL431 ร่วมกับ Optocoupler
เพื่อสร้างวงจร Feedback แยกกราวด์ร้อน กราวด์เย็น
หลักการทำงานก็คือ เมื่อแรงดันขาออกสูงเกินไป TL431 ก็อาจจะนำกระแสได้มากขี่น ทำให้ LED ใน opto สว่างขึ้น
และเมื่อ ทรานซิสเตอร์ฝั่งรับของ Optocoupler นำกระแสมากขึ้น ส่งผลให้ ลด Duty Cycle ของสัญญาณ PWM ลง
และผลลัพท์ ก็คือ แรงดันขาออก ลดลง
นอกจากนั้นก็สามารถ ทำเป็นวงจรต่ำตัดก็ได้ , เต็มตัดก็ได้
Delay ก็ได้
รวมไปถึง ทำเป็น วงจร บาล๊านซ์แบตก็ได้ เหมือนกันครับ
เดี๋ยวมีโอกาสคง ได้ต่อวงจรให้เพื่อนๆได้ดูอีกที
โอเครครับ สำหรับคลิปนี้ผมขออธิบายเบื้องต้นไว้เท่านี้ก่อน
ขอบคุณเพื่อนๆทุกท่านที่ติดตามรับชมครับ