硬件学习笔记第六节三端稳压，TL431，光耦，继电器

三端稳压电路图：

降压为何要用三端，而不用 稳压管：

1.稳压管的应用一般情况下都是应用在保护的领域，使某一点电压不至于超过某一个限值，所以稳压管的功率一般都不大。

2.用稳压管做的这个电路，功耗基本固定需要那么大，就算5V空载，此电路依然存在比较大的功耗

3.稳压管精度很低

总结：

当电路板中需要某一个比电源低的电压，并且电流不是很大时，一般用三端稳压。

三态稳压的分类

按照电压分，可分好几种：比如3.3V，5V，6V，8V，9V，12V......等等

按照封装分：常见封装可见为：TO220，TO-92，TO252，SOT-89，SOT-23等等

封装在一定程度上代表功率，封装大的器件，就可以应用在功率更大的场合

一般情况下，电流达到100mA以上，一般用TO220封装的，TO252，电流较大的一般为78系列

一般情况下，电流小于100mA一下，一般用TO92及以下的封装，电流较小的一般为78L系列

三端稳压按照功能分类：电压固定型与电压可调型

Vo=1.25*(1+R2/R1)+Iadj*R2

Iadj在元器件的数据手册上可查询，Iadj为uA级别，所以相对来说比较小，所以一般情况下，后面这一项不加进去，算出来的电压也是差不多的

三端稳压等效框图

三端稳压常见的失效原因

1.热损体(功率和散热的综合考量)

    电流导致

    电压导致

    短路导致

结温超过150°C

2.损坏电压(电压反偏)

   Vout->->Vin

   GND->->Vin

   GND->->Vout

    ADJ->->OUT    可调三端

431可控精密稳压源

1.431的电压：2.5V-36V

2.431的工作电流：1-100mA

3.431的外围电阻的参数选取

Ib为431基准R极需要的电流，控制级电流

Ia为采样电阻上的电流

Ib=1.8uA-4uA

Ib为控制级电流，不能影响采样电阻上的电压

则Ia需要远大于Ib

如：

    Ia>=Ib*100,Ia大于Ib一百倍以上

    4uA*100=0.4mA

下分压电阻

R2=R5=2.5V/0.4mA=6.25k，建议最大不超过6.25k

Vo=Ia(R2+R3)

第一：选取下分压

R2=5.1K

第二：计算电流

Ia=2.5/5.1K

第三：计算上分压电阻

R3=Vo/Ia-R2

431的基本工作原理

为了方便理解我们可以给他看成下面图

R大于2.5V比较多的时候，KA的阻抗很小（可以理解为饱和导通）

R小于2.5V比较多的时候，KA的阻抗很大（可以理解成KA不通）

R的电压在2.5V上下很小的波动范围都是线性区

电压稳定之后，R上的电压波动是非常微弱的mV级别

R的电压越高，KA的阻抗就越低

R的电压越低，KA的阻抗就越高

光耦

光电耦合器的基本原理

光耦合器亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦

它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把放光器（红外线发光二极管LED）

与受光器（光敏半导体管，光敏电阻）封装在同一管壳内

当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电——光——电”转换。

以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器，由于它具有体积小，寿命长，无触点，抗干扰能力强，输出和输入之间绝缘，单向传输信号等优点，在数字电路上获得广泛的应用。

光耦：由电信号转化成光信号

          再由光信号转化成电信号

        光耦的原边电流与副边电流是按照比例来流的这个电流比例被称为：传输比（CTR）

光耦：由电信号转化成光信号

假设：光耦的传输比为1.5，CTR=1.5，Ia=5mA

         求Ib的电流

         Ib=Ia*CTR=5mA*1.5=7.5mA

继电器

通俗讲就是一个通过电压控制的机械式开关

继电器线圈中的铁芯在通电后会被磁化，会对衔铁产生引力(类似于磁铁)，会把衔铁在常闭触电吸合到常开触点，当线圈的电源断开后，铁芯铁磁，弹簧会把衔铁从常开触点拉回常闭触点。

电磁继电器的优缺点 

优点：不需要散热片，可以提供多组触点和常开常闭触电，控制电路简单

缺电：开关频率低（5-10Hz），触点寿命有限，会产生电弧

选择继电器选择需要注意的电气参数

1.常开常闭触点的组数（可以根据需要选择，比如单刀单掷，单刀双掷，双刀双值）

2.控制电压（线圈工作电压，直流还是交流）

3.开关电压

4.开关电流

5.耐压：线圈与触点间，断开的触点间

触电的开合会产生电弧，影响继电器的寿命

不考虑寄生电感

当开关将要断开的一瞬间（距离非常非常近的时候），开关与触点之间相当于一个非常大的电阻R2，此时R2>>R1，电压Vin全部加载触点之间。

  考虑寄生电容

当开关降要断开的一瞬间（距离非常非常近的时候），开关与触点之间相当于一个非常大的电阻R2，此时回路上在开关关闭的一瞬间电流由额定电流变成0（电流变化率非常大），一般常温常压下，空气中的关键电介质击穿电压为200~300V因此我们的目标一般是把电压控制在200V或更小的电压以下。时间长了火花会造成触点氧化，降低继电器寿命