Symmetrie des Differenzverstärkers und damit die Stabilität
P2 U
R6 R5
330k 330k
der Schaltung. Hier läßt sich die Güte der Spule einstellen.
22k 004095 - 11
(004095)rg
Negativer Shuntregler
017
Von Klaus Thiesler 1
R1
Mit geringem Bauteilaufwand liefert die Schaltung (Bild 1)
eine negative Spannung von -2,5...-36 V bei kleinen Strömen
LOAD
D1
LAST
im Bereich bis etwa 100 mA. Dies ist durch den Shuntregler
C
I
TL431 von Fairchild Semiconductor mit guter Genauigkeit R1
I
ref
(+I )
REF
ref
möglich. Die Versorgung erfolgt durch eine ungeregelte nega-
R2
tive Spannungsquelle. Die Drop-out-Spannung fällt über R3 ab.
A
Belasting
Der Shuntregler kann nur mit einer permanenten Ausgangs-
U
ref
TL431
CHARGE
last betrieben werden. I
R3 ref
Die negative Ausgangsspannung UO wird vom Spannungs-
IO
UO 004087 - 12
teiler R1/R2 bestimmt. U
I
UO = (1 + R1/R2)Å"UREF + R1Å"IREF
davon aus, dass der Strom durch den Teiler (IR1) stets viel
mit höher als der Referenzstrom IREF sein muss. Setzt man in
UREF = -2,495 V (inkl. Toleranz)
IREF = -2 µA R1 = (UO-UREF) / IR1
gibt den Zusammenhang zwischen Ausgangsspannung, Span- den Teilerstrom auf das 50-fache des Referenzeingangsstroms
nungsteiler und den Referenzwerten des TL431 wieder. (also auf -100 µA), ergibt sich für eine gewünschte Aus-
Um die Widerstände des Teilers zu bestimmen, geht man gangsspannung von beispielsweise - 5 V
30 Elektor 7-8/2000
HALBLEITERHEFT2000
Legt man eine (toleranzfreie) Referenzspannung von -2,495 V
R1 = (-5 V - 2,495 V) / -10 -4 A H" 25,05 k&! zu Grunde, so ergibt sich ein Widerstandswert von 5 k&!.
Weicht man von diesem Widerstandswert ab, so macht sich
Der zweite Widerstand ist dann der Einfluss des Referenzstroms in einer Toleranz der Aus-
gangsspannung bemerkbar.
R2 = UREF / [(UO-UREF)/R1 - IREF] H" 25,46 k&! In Bild 2 ist eine dimensionierte Anwendungsschaltung für
eine Ausgangsspannung von -5 V angegeben.
Damit der Regler korrekt arbeiten kann, muss der Kathoden- Der Regler TL431 ist in drei Genauigkeitsklassen erhältlich:
strom zwischen -1 mA und -100 mA liegen, der Laststrom -IO Ohne Suffix beträgt der maximale Fehler Ä…2 %, mit Suffix -A
sollte weitgehend konstant sein. Beide Ströme bestimmen den nur Ä…1 %, während der TL1431 mit Ä…0,4 % die genauste Vari-
Wert für den Längswiderstand R3 ante ist. Das (leider fehlerbehaftete) Datenblatt finden Sie
unter der Webadresse
(UImin - UO)/(IOmax + ICmin) e" R3 e" (UImax - UO)/(IOmin + ICmax) http://www.fairchildsemi.com/ds/TL/TL431.pdf
Für feste Ausgangsspannungen von 5 V, 3,3 V und 3,0 V bei
Für den minimalen Widerstand ist auch eine Leistungsab- Ausgangsströmen von 100 µA...50 mA gibt es auch interes-
schätzung durchzuführen. Der Widerstand R3 muss minde- sante Regler von Maxim mit der Bezeichnung MAX6330 und
stens die Leistung MAX6331. Der Spannungsteiler ist bereits integriert.
(004087)rg
PR3 = (UImax-UO)2 / R3
2
verheizen können. Die Verlustleistung des Shuntreglers beläuft
R1
sich auf
TL431
1%
D1
PTL431 = UOÅ"ICmax
Ist eine Ausgangsspannung von -5 V gewünscht, so sind ein-
R2
fachere Berechnungen möglich, da die Widerstände R1 und R2
TL431
1%
REF C
gleich gewählt werden. Die erste Formel vereinfacht sich zu
A
R3
270&!
0...10mA
UO = -2Å"UREF - R1Å"IREF
004087 - 11
8V5...12V 5V
R1 = R2 = (UO+2Å"UREF) / IREF
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