Corte de batería baja TL431

¿Alguien podría explicar el funcionamiento del diagrama adjunto?

El circuito se propuso aquí y aquí como un circuito de corte de bajo voltaje, que apaga el MOSFET cuando el voltaje cae por debajo del voltaje de referencia establecido por el divisor de voltaje.

Lo que no entiendo es cómo el TL431 mantiene el MOSFET cuando el voltaje de entrada está por encima del voltaje de referencia. ¿Cómo se apaga el MOSFET cuando el voltaje cae por debajo del voltaje preestablecido? ¿El valor de la tensión de corte establecida influirá en el funcionamiento del circuito? Por ejemplo, ¿se puede configurar el voltaje de referencia demasiado bajo para poder apagar el MOSFET?

Leí la hoja de datos, pero no me ayudó a comprender este fenómeno. Sin embargo, me ayudó a elegir mis valores de resistencia.

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El TL431 aparece en www.badbeetles.com y tiene algunos inconvenientes. Los dispositivos de diferentes fabricantes no son iguales.

Respuestas (2)

El TL431 se utiliza como comparador y derivación. Si observa el diagrama funcional, notará que todo es una referencia de voltaje, un comparador y un transistor/fet de canal n:

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Cuando VRef, establecido por R1 y R2, es más alto que el voltaje de referencia de 2,5 voltios, la salida del comparador sube, lo que activa el transistor. Esto tira del cátodo hacia tierra. El cátodo está conectado a R3 y la puerta del canal P Q1. Entonces, cuando el cátodo se tira hacia tierra, Q1 se enciende.

Cuando VRef es inferior a 2,5 voltios, la salida del comparador baja, lo que apaga el transistor. Luego, R3 eleva el nodo del cátodo, lo que eleva la puerta de Q1, desactivando Q1.

En cuanto a que VRef es demasiado bajo, sí. Si se elige el divisor de voltaje de R1 y R2 para que su punto medio esté siempre por debajo de 2,5 V, incluso si la batería está completamente cargada, Q1 nunca se encenderá. Lo contrario también es cierto. Si el punto medio nunca cae por debajo de 2,5 V (antes de que la batería se agote demasiado), entonces Q1 nunca se apagará.

Gracias @Passerby. Su explicación tiene mucho sentido y es muy apreciada.

Si el voltaje de la batería excede Vref*R2/(R1+R2), entonces el cátodo TL431 baja (a <~2V de todos modos), lo que enciende Q1, un MOSFET de canal p.

Pero esto no es una muy buena desconexión. El valor de R3 debe ser bastante bajo, ya que el TL431 necesita hasta 1 mA para funcionar correctamente y el MOSFET debe estar apagado (por ejemplo, si 0,6 V es el voltaje máximo para que el MOSFET esté aceptablemente apagado, entonces R3 debe ser 600 ohmios).

Además, no hay histéresis en este circuito, por lo que tenderá a oscilar (porque el voltaje de la batería aumentará con la carga desconectada) o el MOSFET se calentará si hay mucha corriente cuando alcanza el valor de corte.

El MOSFET debe estar completamente encendido para el voltaje de entrada 'encendido' más bajo y el TL431 en un par de voltios, por lo que probablemente sea un MOSFET de nivel lógico para una batería de 12V.

Si hay algún aumento en la batería o inversión, el circuito morirá. La compuerta MOSFET generalmente estará clasificada para 20 V o menos, por lo que incluso una pequeña carga inductiva la matará.

Russell M. al menos sugirió un TLV431 que toma aproximadamente 1/10 de la corriente.

Buen trabajo al señalar las debilidades del circuito.
Gracias por señalar esto. Ahora parece que tendría que buscar un diseño diferente e infalible.
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