Es gibt keine Ausfallspannung als solche. Die Referenzspannung beträgt 2,5 V und läuft bei 2,5 V, wenn Sie den Referenzstift zur Kathode kurzschließen. Die wichtige zu berücksichtigende Spezifikation ist der Nebenschlussstrom.
Sie müssen sicherstellen, dass mindestens 1 mA das Gerät vorspannen. (Basierend auf dem TI-Datenblatt.) Aus Ihrer Schaltung ergibt sich mit 115R und einem minimalen Spannungsabfall von 3,135 - 3 = 0,135 ein Nebenschlussstrom von 0,135 / 115 = 1,1 mA. Der Spannungsteiler mit einem Gesamtwiderstand von etwa 3,7 kR wird jedoch selbst fast 1 mA verbrauchen und nicht genug für den TL431 übrig lassen. Sie müssen auch den Strom hinzufügen, den Sie laden, aber wenn es sich um eine hohe Impedanz handelt - beispielsweise bei einem Operationsverstärker - sollte dies kein Problem sein.
Sie können dies beheben, indem Sie den Wert der Spannungsteilerwiderstände erhöhen. Angenommen, wir multiplizieren sie mit zehn, um 6,34k und 31,6k zu erhalten. Der maximale Eingangsstrom zum Ref-Pin wird mit 4 uA angegeben, was zu Fehlern im Sollwert führen kann (abhängig davon, wie genau Sie den Vout erwarten). Der Worst-Case-Fehler liegt bei 4uA * 6,34 k oder 25 mV.
Das Letzte, was Sie berücksichtigen müssen, ist der maximale Shunt-Strom. Wenn die Eingangsspannung ihren Maximalwert erreicht hat, hat der 115R-Widerstand 0,465 V an sich. Dies bedeutet, dass der Nebenschlussstrom (einschließlich Spannungsteiler und Last) 0,465 / 115 = 40 mA beträgt. Zum Glück liegt das deutlich innerhalb des 100-mA-Maximums des 431.
Da wir immer noch weit unter dem maximalen Nebenschlussstrom liegen, können Sie den Vorwiderstand reduzieren - sagen wir auch 56R. Dies hilft dabei, den minimalen Nebenschlussstrom zu befriedigen, ohne den Spannungsteiler zu ändern, und bleibt dennoch unter dem maximalen Nebenschlussstrom, wenn die Eingangsspannung maximal ist. Bei höherem Strom müssen Sie auch die Verlustleistung überprüfen. 100 mA * 3 V ergeben eine maximale Ausschaltleistung von 300 mW. Für einige kleine smd-Pakete wird das etwas zu hoch.
Das Grundproblem beim Versuch, die Schaltung so zu optimieren, wie sie ist, beruht auf der Tatsache, dass die Spannung am Vorwiderstand zu niedrig ist und jede Änderung der Versorgungsspannung eine große Änderung am Vorwiderstand darstellt.
Wenn Sie es sich nicht leisten können (wie in den Kommentaren vorgeschlagen), den Strom zu verschwenden, müssen Sie möglicherweise einen Unterschiedsansatz in Betracht ziehen. Entweder ein Serienregler (mit nur 100 mV Ausfallspannung robust), die Referenzspannung reduzieren oder die Versorgungsspannung zum Serienwiderstand erhöhen.
Beachten Sie auch, dass der TL431 einen maximalen Sinkstrom hat, ab dem die Spannung nicht mehr geregelt wird (und das Gerät beschädigt werden könnte). Mit 3,3 V und 115 R kommen Sie dem nicht nahe.
Aus Stabilitätsgründen wird im Allgemeinen auch empfohlen, einen kleinen Kondensator von der Kathode zur Anode zu haben. (431s können und schwingen). Der "sichere" Bereich des Kondensators hängt vom Sollwert ab und wird normalerweise im Datenblatt angegeben. Ich würde etwas von 1nF bis 10nF empfehlen und überprüfen, ob die Ausgabe kein Sägezahn ist.
Beachten Sie, dass nicht alle Hersteller die Stabilitätsbereichskurven haben. Ich habe jedoch die Erfahrung gemacht, dass die Kurven im Datenblatt LM431 von National Instruments für die 431-Regler anderer Anbieter (TI, ON Semi, Fairchild usw. usw. usw.) gelten.
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