TLVH431AIDBZR

El TLVH431AIDBZR es un regulador shunt de precisión ajustable de bajo voltaje de Texas Instruments, que incorpora una referencia interna de bandgap de 1,24 V con una precisión inicial de 1% (grado A) a 25 C. Como dispositivo de tres terminales, la tensión de salida puede programarse a cualquier valor entre VREF (1,24 V) y 18 V utilizando dos divisores resistivos externos conectados a la patilla REF. Esta arquitectura permite una regulación flexible de la tensión sin necesidad de un diodo Zener de tensión fija para cada nivel de salida objetivo. El dispositivo funciona con una corriente catódica mínima de sólo 60 uA (típica), significativamente inferior a la del TL431 que requiere 1 mA, lo que lo hace ideal para sistemas de bajo consumo y alimentados por baterías. El amplio rango de corriente catódica de 100 uA a 70 mA proporciona un margen de diseño sustancial tanto para escenarios de polarización como de carga. Con una impedancia de salida dinámica típica de 0,25 ohmios, el TLVH431A ofrece una regulación de tensión ajustada que supera en un orden de magnitud a los diodos Zener estándar. El circuito de salida activo proporciona una característica de activación nítida, lo que permite un comportamiento de umbral preciso en aplicaciones de comparador y monitorización. Cuando se combina con un optoacoplador, el TLVH431A sirve como referencia de tensión y amplificador de error en bucles de realimentación aislados para fuentes de alimentación conmutadas de 3 V a 3,3 V, donde su baja tensión de referencia permite la regulación directa de salidas de baja tensión. La versión de grado industrial (sufijo I) está totalmente especificada de -40 C a +85 C, mientras que las versiones con sufijo Q llegan hasta +125 C con calificación AEC-Q100 Grado 1 para aplicaciones de automoción.

El TLVH431A opera como un regulador shunt de precisión a través de tres subsistemas funcionales:

1. Referencia de banda prohibida y amplificador de error: El núcleo del dispositivo es una referencia interna de tensión de bandgap de 1,24 V conectada a la entrada no inversora de un comparador de alta ganancia. La patilla REF sirve como entrada inversora a este comparador. Cuando la tensión en la patilla REF supera la referencia interna de 1,24 V, el amplificador de error impulsa la etapa Darlington de salida para que consuma más corriente catódica. A la inversa, cuando la tensión de la patilla REF cae por debajo de 1,24 V, el amplificador reduce la corriente catódica. Este bucle de realimentación negativa obliga a la patilla REF a mantener 1,24 V cuando el dispositivo está en regulación, estableciendo un punto de referencia de tensión estable.

2. Tensión de salida ajustable mediante divisor de resistencias externo: Cuando se configura con dos resistencias externas R1 (del cátodo a REF) y R2 (de REF al ánodo), la tensión de salida en el cátodo se determina por: VO = VREF x (1 + R1/R2) + Iref x R1. Dado que Iref es típicamente sólo 0,1 uA, el término Iref x R1 es despreciable para valores de resistencia por debajo de 10 kOhm, dando VO aproximadamente igual a VREF x (1 + R1/R2). Esto permite ajustar la tensión de salida desde 1,24 V (R1 = 0) hasta 18 V (si la relación R1/R2 lo permite), proporcionando flexibilidad en una amplia gama de aplicaciones.

3. Regulación por derivación e impedancia dinámica: El dispositivo regula derivando el exceso de corriente del cátodo al ánodo. Cuando la tensión de salida sube por encima de la consigna programada, el par Darlington interno conduce más intensamente, absorbiendo corriente adicional y bajando la tensión del cátodo. La impedancia de salida dinámica de 0,25 Ohm (típica a f <= 1 kHz) cuantifica la eficacia con la que el dispositivo mantiene la regulación frente a las variaciones de corriente de carga. En estado apagado (clavija REF por debajo de 1,24 V), la corriente catódica desciende a sólo 0,02 uA (típica), minimizando la disipación de potencia en condiciones de espera.

• Regulación de realimentación SMPS aislada: Emparejado con un optoacoplador en el lado secundario de convertidores flyback de 3 V a 3,3 V, el TLVH431A compara una fracción de la tensión de salida con su referencia de 1,24 V y acciona el LED del optoacoplador para cerrar el bucle de realimentación, permitiendo una regulación de salida precisa con una exactitud de +/-1%.
• Referencia de tensión ajustable integrada: Mediante dos resistencias externas, el dispositivo proporciona una referencia programable de 1,24 V a 18 V para referencias de tensión ADC/DAC, redes de polarización o umbrales de comparador sin necesidad de múltiples diodos Zener de tensión fija.
• Sustituto de Zener de bajas fugas: Con una corriente de estado desactivado de sólo 0,02 uA y un encendido agudo, el TLVH431A sustituye a los diodos Zener en aplicaciones que requieren una sujeción precisa de la tensión con una fuga mínima y una tolerancia ajustada, como los circuitos de supervisión y protección de la tensión.
• Disipador de corriente de precisión: Configurado con una resistencia de detección en la patilla REF, el dispositivo mantiene una tensión constante a través de la resistencia, estableciendo un sumidero de corriente constante de precisión para circuitos de polarización de LED, excitación de sensores o carga de baterías.
• Monitor de tensión del carril de alimentación: El umbral agudo a 1,24 V y la baja corriente de referencia hacen que este dispositivo sea adecuado para la detección de subtensión y sobretensión cuando se combina con un divisor resistivo y una resistencia de pull-up en el cátodo.