Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständnisproblem TL431


von technikus (Gast)


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Hallo,

ich setze einen TL431 ein um in einer Schaltung in der geregelte 32V zur 
Verfügung stehen 6,7V zu erzeugen.
Es wird ein Strom von 5-11mA angepeilt.

Jetzt habe ich mich der Formel im Datenblatt bemüht und folgende 
Widerstandsdimensionierung vorgesehen (siehe Anhang). Leider lässt sich 
die Ausgangsspannung nur bis ca. 4,3V mit dem Poti einstellen.

Gehe ich an die Sache falsch heran?

Ich wäre euch für Tipps und Hinweise zur Dimensionierung sehr dankbar!


Gruß
Stefan

von Axel S. (a-za-z0-9)


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technikus schrieb:

> ich setze einen TL431 ein um in einer Schaltung in der geregelte 32V zur
> Verfügung stehen 6,7V zu erzeugen.
> Es wird ein Strom von 5-11mA angepeilt.

Ich nehme an, das ist der geplante Strom durch eine Last auf der 
6.7V-Seite?

> Jetzt habe ich mich der Formel im Datenblatt bemüht und folgende
> Widerstandsdimensionierung vorgesehen (siehe Anhang). Leider lässt sich
> die Ausgangsspannung nur bis ca. 4,3V mit dem Poti einstellen.

Geraten: die Ausgangsspannnung ist zu niedrig? Und zwar bei 
angeschlossener Last?

> Ich wäre euch für Tipps und Hinweise zur Dimensionierung sehr dankbar!

Bei 32V am Ein- und 6.7V am Ausgang kann durch R3 ein Strom von 7.67mA 
fließen. Davon gehen 750µA in R1/R2 (wobei R2 ganz richtig einen 
Nominalwert von 3.33K hat). Von den restlichen 6.92mA braucht der TL431 
mindestens 1mA. Für die Last stehen dann maximal 5.92mA zur Verfügung. 
Alles was die Last nicht verbraucht, schluckt der TL431 zusätzlich.

Wenn deine Last nun mehr als ca. 6mA zieht, dann geht die Spannung am 
Ausgang notgedrungen in die Knie. In dem Fall wäre R3 zu verkleinern 
(für die angepeilten 11mA ist er ohnehin Faktor 2 zu groß). Unbelastet 
müssen sich die 6.7V aber einstellen lassen. Wenn nicht, ist noch etwas 
anderes faul.


XL

von Technikus (Gast)


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Danke für deine Antwort!

Ja, der angepeilte Strom ist der durch die 6V7 Seite.

Die Frage ist, wie ich R1 bzw. R2 dimensioniere, wenn R3 verkleinert 
wird, um bei den angepeilten Strom von 5-11mA, die Spannung von 6,7V 
über das Poti einstellen zu können.
Oder anders, wie gehe ich Schritt für Schritt an die 
Widerstandsdimensionierung ?


Danke
Stefan

von Falk B. (falk)


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@ technikus (Gast)

>ich setze einen TL431 ein um in einer Schaltung in der geregelte 32V zur
>Verfügung stehen 6,7V zu erzeugen.
>Es wird ein Strom von 5-11mA angepeilt.

Für sowas nimmt man eher einen klassichen linearregler. LM317 ist der 
einfachste, LP2951 als einstellbare Version braucht weniger Strom.

von Technikus (Gast)


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Der TL431 sitzt aber schon in der Schaltung, respektive Platine.

von Helmut S. (helmuts)


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Also mit dem R3=3,3kOhm geht das nicht.

R3max = (32V-6,7V)/(11mA+1mATL4431+1mASpannungsteiler)

R3max =  1,8kOhm
-----------------

Nimm R3 = 1,5kOhm
=================

Achtung, in dem Widerstand R3 werden dann 430mW verheizt. Da muss dann 
ein 1W Typ rein.

von Gregor B. (Gast)


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Also, du brauchst den Strom für die TL431 (1mA), für den Teiler (750µA) 
und Deinen Ausgangsstrom von 11mA, macht zusammen 12,75mA. Jetzt nicht 
spitz auf Knopf, Du hast Toleranzen bei den Widerständen und der 
Referenz, rechnen wir also mal mit 15mA durch den R3.
Dann muss R3=(32V-6,7V)/15mA = 1,69kOhm oder kleiner sein.

Edit:
Zu spät...

von technikus (Gast)


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Jetzt habe ich als Praktiker mal eben schnell den R3 auf 1k8 reduziert.
Nur ist die Ausgangsspannung jetzt zu hoch (7,3V) und kann nicht durch 
Einstellen des Potis weiter reduziert werden.

Jetzt habe ich R3 mit eurer Hilfe bestimmt, wie bestimme ich denn dann 
R1 sowie R2, wenn nicht mit der Formel aus dem Datenblatt?

Langsam wird es mit eurer Hilfe...schlimm die Hobbybastler ;)


Danke!

von Falk B. (falk)


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>Nur ist die Ausgangsspannung jetzt zu hoch (7,3V) und kann nicht durch
>Einstellen des Potis weiter reduziert werden.

Tja.

>Jetzt habe ich R3 mit eurer Hilfe bestimmt, wie bestimme ich denn dann
>R1 sowie R2, wenn nicht mit der Formel aus dem Datenblatt?

Natürlich mit der Formel, wie sonst?

Bei 5k und Vollausschlag kommt man auf

V0 = (1+ 5k6/5k)*2,5 = 5,3V.

Das ist die MINIMALSpannung. Wenn man den Poti im Wert runter dreht 
(kleinerer Widerstand), dann  geht die Spannung theoretisch bis 
unendlich hoch. Deshalb schaltet man vor den Poti noch einen 
Festwiderstand vor, welchen den minimalen Widerstand R2 bestimmt.

von Helmut S. (helmuts)


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Wenn der obere Widerstand 5,6kOhm hat, dann muss der untere Widerstand 
3,3kOhm haben um ca. 6,7V zu bekommen. Ersetze dein Poti mal durch einen 
3.3kOhm Widerstand.

von technikus (Gast)


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Ich danke euch!

Mache ich wenn die Sonne weg ist ;)

von Helmut S. (helmuts)


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Schwingneigung
---------------

Schau mal Bild 26 an.

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/TL431_FAM.pdf

Der T431 ist nur mit bestimmten kapazitiven Lasten stabil. Entweder 
C<1uF oder C>220uF.
Was hängt bei dir an Kondensatoren dran?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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technikus schrieb:
> Jetzt habe ich als Praktiker mal eben schnell den R3 auf 1k8 reduziert.
> Nur ist die Ausgangsspannung jetzt zu hoch (7,3V) und kann nicht durch
> Einstellen des Potis weiter reduziert werden.

Dann ist irgendwas (vermutlich der TL431) karpott. Zur Last hast du auch 
noch nix gesagt. Hängt da eine dran? Was? Weil ohne Last muß sich die 
Spannung einstellen lassen. Egal ob R3=1.8K oder 3.3K.

> Jetzt habe ich R3 mit eurer Hilfe bestimmt, wie bestimme ich denn dann
> R1 sowie R2, wenn nicht mit der Formel aus dem Datenblatt?

Die Formel ist schon richtig. Der TL431 braucht ca. 2µA am 
Referenz-Eingang, durch den Spannungsteiler R1/R2 sollten dann 
mindestens 20µA fließen. Deine 750µA sind weit auf der sicheren Seite.

Die Schaltung mit dem Poti ist allerdings nicht praxisgerecht. Wenn man 
einen Soll-Widerstand ausgerechnet hat und den einstellbar machen will, 
dann nimmt man i.d.R. eine Reihenschaltung aus Poti und Festwiderstand, 
die man so wählt daß das Poti ca. in Mittelstellung steht für den 
Sollwert.

In deinem Beispiel: R_soll = 3.33K. Poti gewählt zu 1K. Festwiderstand 
in Reihe zum Poti wäre dann 3.3K - 0.5K = 2.8K. Nächster Nennwert sind 
2.7K. Stellbereich sind dann 2.7K ... 3.7K respektive 7.7V ... 6.3V.

Zur Wahl des Potis: je kleiner man das macht desto genauer läßt sich 
justieren, desto genauer muß aber auch der Festwiderstand sein (denn der 
bestimmt ja das eine Ende des Einstellbereichs). Über den Daumen fährt 
man ganz gut mit 10% - 30% des Nennwerts für das Poti.


XL

von Technikus (Gast)


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Hallo,

als Last hängt ein ADMU1250 (ca.3mA) über einem Low Drop Regler und ein 
digitales Poti (wenige uA), sowie eine LED die mit ca. 5mA betrieben 
wird.
Die 6V7 Ausgangsspannung wird mit einem 330uF Elko gepuffert. Parallel 
zu R1 sitzt ein Elko.

Stefan

von W.S. (Gast)


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Waassol.. denn das?
Du willst also ne Schaltung, die per LoDrop-Regler versorgt wird, mit 
nem Shuntregler vorregeln?

Schmeiß alle Bauteile raus, ersetze R3 gegen ne passende Z-Diode - so 
groß, daß die resultierende Eingangsspannung für den nachfolgenden 
LoDrop-Regler nicht zu hoch ist und fertig.

W.S.

von Helmut S. (helmuts)


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Technikus schrieb:
> Hallo,
>
> als Last hängt ein ADMU1250 (ca.3mA) über einem Low Drop Regler und ein
> digitales Poti (wenige uA), sowie eine LED die mit ca. 5mA betrieben
> wird.
> Die 6V7 Ausgangsspannung wird mit einem 330uF Elko gepuffert. Parallel
> zu R1 sitzt ein Elko.
>
> Stefan

Parallel zu R1 solltest du keinen Kondensator haben. Der verringert zwar 
das Rauschen, aber erhöht die Schwingneigung falls das ein Problem ist. 
Hast du einen Oszi um die Spannung mal anzuschauen?

von technikus (Gast)


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Hallo,

ich brauche die 6,7V und zusätzlich 5V für einen ADMU1250 sowie den 
digitalen Teil eines E-Potis.

Parallel zu R1 habe ich den Kondensator um das Rauschen möglichst gering 
zu halten.
Ich habe ein Osziloskop und schaue mir morgen mal die Ausgangsspannung 
an.

Die Geschichte läuft jetzt, ich danke allen für die Hilfe!
Ich habe zwei TL431 für eine symmetrische Versorgung.
Im negativen Zweig hatte ich Poti und Widerstand am Ref Pin 
Spannungsteiler vertauscht und die Stromaufnahme war in beiden Zweigen 
zu hoch.
Ich habe R3 angepasst und die Stromaufnahme über Reduzierung der LED 
Ströme verkleinern können.

Stefan

von Technikus (Gast)


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Noch einmal zum Kondensator parallel zu R1.
Wenn ich dort einen Konsensator einsetzen möchte, sollte dieser 
möglichst klein oder groß sein?
Bzw. wie bestimme ich die nötige Kapazität ?

Stefan

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