Hi Dames en Heren,
Na een maand vakantie in een erg warm land, is het tijd om de daar opgedane gedachten betreffende elektronica hier weer te geven.
Als eerste een presentatie van hoe je de beroemde TL431 instelbare Zener optimaal kan instellen.
Ik ben uitgegaan van een toepassing voor in één van mijn voedingen.
De manier zoals ik hem gebruik is misschien ook voor andere toepassingen geschikt en daarom wil ik het met jullie delen.
De toepassing in de voeding verlangt geen grote precisie van de 5V spanning waar ik in dit topic vanuit ga.
Ook de langetijd stabiliteit is niet van belang in deze toepassing.
Wat ik wel als eis heb, is het ruisgedrag en de thermische stabiliteit.
Verder ook dat hij onder fout condities heel blijft.
Als eerste de datasheet van de TL431/LM431 enz, dit is de TI versie.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-TL431-Ref/tl431.pdf
Als je een TL431 koopt, zorg dan dat je de "A" of de "B" versie koopt, "B" is het beste.
Als eerste heb ik 50 stuks besteld bij een groothandel, ze kosten bijna niets
Daarna ben ik ze gaan nummeren en testen.
Hier zitten de 50 stuks TL431A op een breadboard na te zijn genummerd.
Alle 50 gemeten en nog wat extra testen gedaan op de laatste 6 stuks.
De 50 stuks zijn getest met zeer stabiele weerstanden als spanningsdeler.
Deze weerstanden zijn van RohPoint.
Dit was eigenlijk geheel onnodig, daar de stabiliteit geheel door de TL431 bepaald word.
De specs varieren van rond de 30 tot 100PPM/C.
Datasheet Rhopoint Econistor weerstanden.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-TL431-Ref/Rhopoint.pdf
Deze foto is van wat later, nu zijn de werstanden vervangen door standaard 1% types.
Wat ik verder hier wil laten zien is, de TL431 ver in het breadbordje geduuwd zit.
Zodat het goed contakt maakt en dat de warmte afgifte voor iedere meting het zelfde is.
Van de QH40a heb ik weer één weerstand aangepast, deze is nu 270 i.p.v. 560 Ohm.
Hierdoor is de temperatuur nu rond de 47C.
Hierdoor blijft de regeling ook werken als de temperatuur in de voedingskast hoger wordt bij grote belasting.
Deze 270 is weer de weerstand rlinks onder op het plaatje, zit een beetje scheef, sorry
Eigenlijk is het geheel heel simpel.
Wat ik heb toegevoegt aan het standaard schema is de LM334 stroombron en goede ontkoppeling.
Door gebruikt te maken van de LM334 is de schakeling geheel ongevoelig voor variatie aan de ingang.
Als je boven de 7V DC aan de ingang komt kan je naar 15V gaan zonder dat er op een 6,5 Digit meter één digit veranderd aan de referentie spanning.
Ook helpt de LM334 met onderdrukking van storingen uit de 8.2V spanning (deze zijn al heel laag in mijn schakeling)
Maar als de schakeling een andere toepassing krijgt is deze storingsonderdrukking altijd welkom.
D1, de 1N4148 dient als beveiliging tegen het ompolen.
De TL431 is ingesteld met weerstanden die iets hoger zijn dan de voorgestelde waarden in de datasheets.
Meestal is dit Max. 3K3, Hier heb ik voor 4K75 gekozen om de totale stroom zo laag mogelijk te houden.
Ik heb voor de stroom en spanningspotmeter Max. 1,75 mA nodig en de LM334 staat op 3,7 mA ingesteld.
De TL431 heeft ongeveer 0,7 mA nodig om goed te kunne werken.
De instelweerstanden van 4K75 verbruiken ongeveer 0,5 mA.
Nu blijft er nog 0,8 mA over als ruimte.
Een nadeeltje is dat door de biasstroom de uitgangsspanning iets lager is dan berekend.
Als het nodig is kunnen de weerstanden R5 en R6 in dit schema een klein aanpassing
hier voor krijgen.
De ruisbijdrage door de hogere waarden wordt gecompenseerd door C3 die over R5 staat.
Waarom zo krap?
Dit is een kleine oven, en als ik de stroom hoger maakt, dan wordt de bijdrage van deze schakeling hoog t.o.v. de QH40A.
Verder wil ik de stroom in de "0" van deze referentie zo laag mogelijk houden,
dit i.v.m. bedradings verliezen en hierdoor ook grotere temperatuur variaties.
Als laatste heb ik de twee condensatoren toegevoegd.
Deze zorgen er voor dat het ruisgedrag beter wordt.
De ruis bij 30Khz bandbreedte is rond de 10 a 13uV.
Dit geeft de Analyzer aan tot 30Khz gemeten.
En dit is een scoopplaatje waarbij de in het beeld weergegeven instellingen
geen relatie hebben tot de signaal sterkte, dit door de "auto ranging" van de analyzer.
Wat allemaal nodig is om om het koperplaatje op de kachel te lijmen.
En waarom dit alles, ik heb toch al goede referenties?
Ik vind het leuk om te kijken wat er mogelijk is met goedkope componenten
als je optimalisatie toepast van de schakeling!
Wil je een preciese spanning uit deze schakeling dan kan je b.v. parallel aan R6 een potmeter
in serie met een weerstand zetten met een klein reglebereik.
Zoiets van 2% en met een 20 a 25 turn instelpot kan je dan de spanning precies instellen.
De uitgangsweerstand van deze referentie komt overeen met wat in de datasheets vermeld word,
dit is rond de 0,2 Ohm.
Er is wat spreiding tussen de verschillende fabrikanten van de TL431.
Mijn testen met de 50 stuks zijn TI TL431A, ik had ook nog 10 stuks Fairchild liggen.
Deze ruisen meer maar hebben een stuk lagere gevoeligheid voor temparatuur variaties.
Ook de RI van de Fairchild is hoger, dus toch voor de TI versie gekozen omdat de temperatuur
als het goed is binnen de 0,1C blijft door de kachel.
Later deze week meer over deze schakeling als ik de referentie op het printje heb gesoldeerd.
Laters dus meer,
Gegroet,
Blackdog