TL431 Brechstangen-Simulationsproblem

Ich versuche, Brechstangenschaltungen zu simulieren, die auf Seite 8 des ON SEMI TL431-Datenblatts ( https://www.onsemi.com/pub/Collateral/TL431-D.PDF ) erwähnt werden. Ich verwende dafür TINA TI. Es gibt zwei Schaltungen, eine mit TRIAC, eine andere mit SCR. Die Auslösespannungsformel ist für beide gleich, Vtrip = Vref*(1+R1/R2). Die Simulation der TRIAC-Schaltung zeigt jedoch, dass sie bei etwa 10,8 V anstelle der geplanten 15,25 V auslöst:

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Wenn ich den Innenwiderstand von VS1 von 0 auf 50 mOhm ändere, liefert die Simulation das erwartete Ergebnis. Durch Hinzufügen des Verpolungsschutzes P-MOSFET kann die Brechstange bei jeder Eingangsspannung auslösen:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Schaltung mit SCR demonstriert erwartete Simulationsergebnisse sowohl mit als auch ohne P-MOSFET:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

20 Ohm Widerstand imitiert jeweils eine Last. In der realen Anwendung wird die Last ein kompliziertes Gerät mit einem Verbrauch von etwa 500 mA sein.

Fragen sind:

  1. Warum zeigt die TRIAC-Schaltungssimulation solche Ergebnisse?
  2. Habe ich in der SCR-Schaltung die Werte R5 und R6 (beide 1k) richtig gewählt?

Antworten (1)

Beide Schaltungen mit Triac verbinden das Gate über einen 330-Ohm-Widerstand mit der positiven Versorgung. Dies löst den Triac aus, wenn das Gate genügend Strom durch den Widerstand erhält.

Um dies zu bestätigen, entfernen Sie TL431 aus der Simulation. Es sollte immer noch auslösen. Auch die Auslösespannung sollte vom Wert des 330R-Widerstands abhängen. Ein niedrigerer Widerstandswert bedeutet einen höheren Gate-Strom, daher sollte er bei einer niedrigeren Spannung auslösen.

Die SCR-Schaltung hingegen verwendet einen BJT, um Strom in das SCR-Gate zu schieben, wenn es ausgelöst werden muss, damit es funktioniert. Sie sollten also entweder den BJT in beiden Konfigurationen verwenden oder eine Diode in Reihe (Kathode auf der TL431-Seite) mit dem Triac-Gate hinzufügen, um sicherzustellen, dass es nur durch negativen Gate-Strom (vom TL431 gezogen) und nicht durch positiven Gate-Strom ausgelöst werden kann (vom 330R-Widerstand).

Hinweise zur SCR-Schaltung:

R4 sollte niedrig genug sein, um sicherzustellen, dass der Transistor nicht leitend vorgespannt wird, es sei denn, die Schwellenspannung wird erreicht.

Der BJT benötigt einen Basiswiderstand. Wert unkritisch, wie 4k7.

R6 ist unnötig.

R5 sollte den SCR-Gate-Strom einstellen; Überprüfen Sie anhand des SCR-Datenblatts, wie viel Gate-Strom benötigt wird, und berechnen Sie R5 entsprechend. Wenn TL431 auslöst, hat er etwa 2-2,5 V zwischen A und K, also sollten bei einer 15-V-Versorgung etwa 12,5 V-13 V an R5 anliegen, was einen Gate-Strom ergibt.

Ist R6 nicht erforderlich, um das Gate von SCR mit GND verbunden zu halten (nicht schwebend)? Der von mir gewählte SCR hat einen Auslösestrom von 45 mA, was R5 bei 220 R (13 / 0,045 = 289, also Auswahl des nächsten Werts) ergibt. Bei R4 bin ich mir nicht so sicher, wie berechne ich es? Ich dachte, es ist erforderlich, um TL431 in seinen Arbeitsstromgrenzen (1-100 mA) zu halten. Ich denke, in der realen Anwendung werde ich mich für TL431 entscheiden, daher ist das TRIAC-Schema für mich nicht so wichtig. Das Entfernen von TL431 hilft jedoch nicht. Jedenfalls vielen Dank!
R6 erforderlich? Hmm, wenn der Transistor nicht leitet, fließt kein Strom in das Gate, sodass der SCR überhaupt nicht auslösen sollte. Ich glaube nicht, dass R6 notwendig ist. Ich würde R4 auf 330R einstellen, selbst wenn TL431 1 mA zieht, ist der Transistor sicher ausgeschaltet.
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