Autore: Werner Ogiers
Il precedente circuito rappresenta un esempio di base del TL431, e include il condensatore di bypass C2 che riduce il guadagno ed il rumore sulla DC. La resistenza dropper in ingresso è sostituita da un generatore di corrente costante da 30mA, I2, questo solo per questioni di comodità per la simulazione. Con l'uscita a 12V, la corrente sul carico (resistenza R3) vale 12mA, e circa 18mA scorrono nell'elemento di shunt.
Aggiungendo il condensatore di feedback C2 con capacità crescente, come prevedibile, si abbassa l'impedenza di uscita a bassa frequenza. Sopra 1kHz l'impedenza complessiva è determinata dal condensatore C1.
In accordo a quanto riportato nel datasheet, il 431 deve essere utilizzato con una capacità minima sull'uscita, stando attenti a non renderlo instabile. Questo spiega il motivo per cui la curva rossa a "0uF" presenta un picco di risonanza così vistoso a 400kHz; la simulazione probabilmente non è molto precisa, stiamo utilizzando il dispositivo in modo non consono, ma quello che riusciamo a comprendere dal grafico è che il TL431 si comporta come un componente induttivo sopra i 40kHz. Inserendo un condensatore C1 di capacità appropriata, questa induttività viene evitata, e, cosa ancor più importante, senza fastidiose risonanze, grazie anche alla resistenza intrinseca del 431 che risulta del valore di 200 mOhms .
Anche qui, per merito dello stadio di uscita auto-smorzato, il 431 non viene influenzato da un condensatore a bassissima impedenza alla sua uscita. Inoltre, se scegliamo un condensatore C2 con valore di ESR prossimo alla resistenza di uscita del 431 si ottiene un impedenza complessiva totalmente piatta per tutta la risposta in frequenza del condensatore.
Nella banda audio la fase nel caso tipico di un condensatore C1 = 220uF/100mR varia di soli 30 gradi, indice di un comportamento più vicino a quello resistivo rispetto a quello caratteristico dello LM317.
Nella prima parte abbiamo visto che il rumore in uscita di un TL431 può essere inferiore a quello dello LM317. Adesso abbiamo imparato che la sua impedenza di uscita è molto regolare, e si adatta facilmente a moltissimi condensatori. Tuttavia, è anche molto alta rispetto quella del 317 alle basse frequenze. Fortunatamente a questo possiamo rimediare...
In questo circuito il 431 è utilizzato solo come amplificatore dell'errore, con un guadagno determinato dalla resistenza R6. Il transistor aggiuntivo Q1, ha la funzione di vero elemento di shunt. Il guadagno dell'"amplificatore" TL431 è utilizzato per ridurre l'impedenza del transistor di shunt quando si chiude l'anello di retroazione.
Ad ogni modo, esiste un limite al massimo valore assunto dalla R6 (e quindi allo stesso guadagno ad anello aperto), in quanto occorre garantire al TL431 una corrente di lavoro di almeno 1-2mA.
Questo circuito riduce notevolmente l'impedenza di uscita, ma è piuttosto "corrente-dipendente". Le impedenze più basse vengono raggiunte per i valori più alti di corrente che attraversa il transistor, rendendo necessari i dissipatori di calore in molte applicazioni.
Nel caso di bassissima resistenza di uscita nella zona di bassa frequenza, la regione induttiva del regolatore, sopra i 40kHz, è più pronunciata, il che rende il bypass con condensatori a basso ESR più rischioso rispetto al caso in cui si utilizzi il solo TL431. Ricadiamo quindi nello stesso caso che avevamo con lo LM317: i condensatori con basso valore di impedenza funzionano correttamente, sino a quando sono di capacità sufficientemente elevata. Ma allora entrano in gioco anche i condensatori con ESL ... e la storia diventa infinita.
[Ritorna alla Pag. 1] | [Vai a pag. 3] | [Vai a pag. 4]
© Copyright 2004 Werner Ogiers - www.tnt-audio.com
Traduzione: Fabio Egizi