Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik TL431 verhaltet sich komisch und gibt nicht die gewünschten Spannungen


von Klaus (Gast)


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Hi
Ich sehe gerade den Wald vor lauter Bäumen nicht, und verzweifle gerade 
dabei, eine Schaltung mit dem TL431 aufzubauen. Ich habe bereits alles 
drum herum ausgelötet, und damit den TL431 auf die angehängte Schaltung 
reduziert.

Eingangsspannung kann zwischen 8V und 12V betragen. Der Spannungsteiler 
ist so dimensioniert, dass bei 12V ca. 3.3V anliegen sollen und bei ca. 
9V der TL431 aktiv wird.
Das komische ist, dass die Spannung am Spannungsteiler (Uref) bei 12V 
Eingangsspannung 2.504V anzeigt, und nicht die gewünschten / berechneten 
3.3V. Die Kathodenspannung des TL431 (Uaus) zeigt bei 12V 
Eingangsspannung ebenfalls eine merkwürdige Spannung von 1.8V.


Löte ich den TL431 aus, liegen an R2 ebenfalls 3.3V und Uaus hat 12V. 
Löte ich einen neuen TL431 ein, liegen an R2 nur noch 2.504V an und Uaus 
wird auf 1.8V geklemmt.

Ich bin echt am verzweiflen. Habe ich etwas offensichtliches übersehen?

Ich danke euch.

von H. H. (Gast)


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R1 gehört nicht an die Eingangsspannung, sondern an die 
Ausgangsspannung.

von Käferlein (Gast)


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Alles korrekt.
Zwischen K und Ref liegt eine Diodenstrecke.

von H. H. (Gast)


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Käferlein schrieb:
> Alles korrekt.

Nein.

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


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Klaus schrieb:
> Löte ich den TL431 aus, liegen an R2 ebenfalls 3.3V und Uaus hat 12V.
> Löte ich einen neuen TL431 ein, liegen an R2 nur noch 2.504V an und Uaus
> wird auf 1.8V geklemmt.

Ja. Das ist das zu erwartende Verhalten.

Welches Verhalten willst du denn erreichen? Davon hängt nämlich ab, ob 
die Beschaltung überhaupt korrekt ist.

von Klaus (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Welches Verhalten willst du denn erreichen? Davon hängt nämlich ab, ob
> die Beschaltung überhaupt korrekt ist.

Ich möchte die Eingangsspannung überwachen und bei 9V die 
Ausgangsspannung auf 0V setzen. Im Prinzip wie im Link:

https://e2e.ti.com/blogs_/archives/b/precisionhub/posts/understanding-voltage-references-part-4-using-a-shunt-reference-as-a-comparator

Die zu vergleichende Spannung Vx ist dabei die Eingangsspannung Uein 
(Vin).

von H. H. (Gast)


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Klaus schrieb:
> Ich möchte die Eingangsspannung überwachen und bei 9V die
> Ausgangsspannung auf 0V setzen.

Dann ist die Schaltung natürlich prinzipiell richtig, aber der TL431 
kommt eben niemals auf 0V runter.

Du suchst wohl ehr einen Chip zur Spannungsüberwachung, einen Komparator 
mit Referenz.

von Käferlein (Gast)


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Die Diodenstrecke ist auch im Datenblatt.

von H. H. (Gast)


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Klassiker ist der ICL7665.

von Käferlein (Gast)


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Klaus schrieb:
> Ich möchte die Eingangsspannung überwachen und bei 9V die
> Ausgangsspannung auf 0V setzen.

Eine blaue LED kann dir helfen:
http://meinearduinoprojekte.blogspot.com/2022/07/meine-kleine-insel.html
Schau mal in das Schaltbild vom Bremschopper.

von MaWin (Gast)


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Klaus schrieb:
> Habe ich etwas offensichtliches übersehen?

Das Datenblatt ?

So verhält sich der TL431.

So bald die Spannung an REF die 2.5V erreicht, wird der Ausgang nach 
Masse leitend.

Aber es gibt eine Diode von REF zum Ausgang, ginge der Ausgang unter 
1.8V, zieht er auch REF wieder unter 2.5V, daher geht er nicht unter 
1.8V (temperaturabhängig).

Wenn du geregelte 12V haben willst, muss dein REF Spannungsteiler an den 
Ausgang. Und noch was über Kondensatoren lesen.

von Klaus (Gast)


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H. H. schrieb:
> Du suchst wohl ehr einen Chip zur Spannungsüberwachung, einen Komparator
> mit Referenz.

Ja, genau das suche ich, und hoffe irgendwie einen Komparator mit dem 
TL431 nachbilden zu können. Aus Platz- und Kostengründen würde ich 
nämlich gerne eine Komparatorlösung umgehen (wenn allerdings die einzige 
Lösung ist, so be it...). Ich versuche mich an etwas ähnliches heran:
https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/469930/tl431-output-voltage-in-comparator-mode

Wobei mir gerade in den Sinn kommt, den N-CH Mosfet mit einem High-Side 
P-CH Mosfet zu ersetzen. Das könnte ggf. klappen.

Jetzt muss ich noch mal dumm nachfragen:
Wo kann ich im Datenblatt die Kathoden-Anoden Spannung nachlesen? Ich 
verwende einen TL431 von NEXPERIA.
https://www.farnell.com/datasheets/1994608.pdf

Vielen Dank,

von H. H. (Gast)


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Klaus schrieb:
> Wo kann ich im Datenblatt die Kathoden-Anoden Spannung nachlesen?

Die ist nicht näher spezifiziert.

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


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Klaus schrieb:
> ich ... hoffe irgendwie einen Komparator mit dem
> TL431 nachbilden zu können. Aus Platz- und Kostengründen würde ich
> nämlich gerne eine Komparatorlösung umgehen

Komparator samt Referenz gibts auch in einem Gehäuse. SOT23-6 oder 
kleiner. Wenn es ein Reset-Controller sein darf, auch im SOT23-3.

von Käferlein (Gast)


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Klaus schrieb:
> Ja, genau das suche ich, und hoffe irgendwie einen Komparator mit dem
> TL431 nachbilden zu können.
Ein Schaltungsbeispiel hab ich dir ja gegeben.

MaWin schrieb:
> Aber es gibt eine Diode von REF zum Ausgang, ginge der Ausgang unter
> 1.8V, zieht er auch REF wieder unter 2.5V, daher geht er nicht unter
> 1.8V (temperaturabhängig).
Schön erklärt.

von Klaus (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Wenn es ein Reset-Controller sein darf, auch im SOT23-3.

Hast du zufällig einen, den du angeben kannst?

Vielen Dank euch allen, jetzt sehe ich wieder den Wald :)

Gruß,

von H. H. (Gast)


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Klaus schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Wenn es ein Reset-Controller sein darf, auch im SOT23-3.
>
> Hast du zufällig einen, den du angeben kannst?

Für deine Spannung gibt es wohl keinen in SOT-23/3.


Kann es sein, dass du einen LiIon Akku vor Tiefentladung bewahren 
willst?

von Falk B. (falk)


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Klaus schrieb:
> Ich möchte die Eingangsspannung überwachen und bei 9V die
> Ausgangsspannung auf 0V setzen. Im Prinzip wie im Link:

Dafür gibt es fertige voltage supervisor ICs.

https://www.maximintegrated.com/en/products/parametric/search.html?fam=super1&node=39965&metaTitle=Single-Voltage%20Monitors&metaTitle=Single-Voltage%20Monitors

von Gerhard H. (ghf)


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Der TL431 würde auch gerne Abklatschkondensatoren
sehen und je nach Hersteller kann er unterschiedliche
Anforderungen haben, damit er überhaupt stabil ist.
Nein, der taugt echt nicht als Comparator.

Gruß, Gerhard.

von Klaus (Gast)


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Ich danke euch allen :)

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


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Klaus schrieb:
> Jetzt muss ich noch mal dumm nachfragen:
> Wo kann ich im Datenblatt die Kathoden-Anoden Spannung nachlesen? Ich
> verwende einen TL431 von NEXPERIA.
> https://www.farnell.com/datasheets/1994608.pdf

Für die Verwendung als Komparator in Bild 34 auf Seite 20 des von dir 
verlinkten Datenblatts:
>> V_IN < Vref => V_OUT > 0
>> V_IN > Vref => V_OUT ~= 2V

Damit liegst du mit deinen gemessenen 1,8V im zu erwartenden Bereich.

von Andrew T. (marsufant)


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Klaus schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Wenn es ein Reset-Controller sein darf, auch im SOT23-3.
>
> Hast du zufällig einen, den du angeben kannst?
>


Schau mal z.B. nach
Ti.com  TLV3011

sot23, 6 pin, mikropower, integrierte Referenz, OC Ausgang  und als 
Sample für umme verfügbar --
es gibt ja inzwischen jede Menge Spanungskomparatoren im sot23 MIT 
integrierter Referenz.

von Εrnst B. (ernst)


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Andrew T. schrieb:
> es gibt ja inzwischen jede Menge Spanungskomparatoren im sot23 MIT
> integrierter Referenz.

Aber kaum welche, die an 12V laufen...
Für die 8…12V des TE werden's dann doch wieder mehr Bauteile, um dem 
Komparator noch eine passable Stromversorgung bereitzustellen.

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


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Andrew T. schrieb:
> Klaus schrieb:
>> Axel S. schrieb:
>>> Wenn es ein Reset-Controller sein darf, auch im SOT23-3.
>>
>> Hast du zufällig einen, den du angeben kannst?
>
> Schau mal z.B. nach
> Ti.com  TLV3011

Der kann aber auch nur bis 5.5V. Wie das meiste heutzutage. MCP65R41 
wäre auch ein Komparator mit Referenz. Als Reset-Controller H-aktiv wäre 
z.B. MCP101 passend. Die gehen aber beide auch nur bis 5.5V.

Aber da der TE nicht direkt ansagt, was er denn braucht ... irgendwas 
soll wohl mit dem Ausgangssignal angefangen werden. Aber der komplette 
Hub von GND bis Vcc wird wohl kaum benötigt werden. Es ist ja noch nicht 
mal klar, warum der TL431 nicht paßt. Er kommt mit dem Ausgang nicht 
unter 1.8V. Aber warum ist das ein Problem?

von Käferlein (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Aber da der TE nicht direkt ansagt, was er denn braucht ... irgendwas
> soll wohl mit dem Ausgangssignal angefangen werden. Aber der komplette
> Hub von GND bis Vcc wird wohl kaum benötigt werden. Es ist ja noch nicht
> mal klar, warum der TL431 nicht paßt. Er kommt mit dem Ausgang nicht
> unter 1.8V. Aber warum ist das ein Problem?

Seine Fragen wurden alle beantwortet. Wenn du weiter machen willst,
arbeite dich doch an der Schaltung mit der LED-blau ab. Da hast
du was greifbares.

von Gerhard H. (ghf)


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Für den Merkbefreiten mit der -1:
...und bei anderen Herstellern sieht das völlig anders aus.

von Käferlein (Gast)


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Gerhard H. schrieb:
> Der TL431 würde auch gerne Abklatschkondensatoren
> sehen und je nach Hersteller kann er unterschiedliche
> Anforderungen haben, damit er überhaupt stabil ist.
> Nein, der taugt echt nicht als Comparator.
>
> Gruß, Gerhard.

Gerhard H. schrieb:
> Für den Merkbefreiten mit der -1:
> ...und bei anderen Herstellern sieht das völlig anders aus.

Ich kann dich zwar nicht bewerten, halte deine Aussage aber auch für
falsch. Grund: Er taugt sehr gut als Komparator* und das er im
Linearbetrieb (Shuntregler) u.U. noch einen Kondensator benötigt
um nicht zu schwingen, ist davon unabhängig.

*siehe Beispielschaltung

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