Гость TSerg 10 декабря, 2016 Опубликовано 10 декабря, 2016 · Жалоба О TL431 и дальнейших ее расширениях не знает только ленивый. Недавно подкинули мне вроде ранее неизвестную модельку TL431 - сказали "Адекватна". Стал проверять сразу в схемах и натыкаюсь на какие-то непонятности. В итоге, решил заново проверить "на чистоту" все имеющиеся модели . Результат - более, чем странный. Несмотря на то, что TL431 и ее клонам более чем 100500 лет, Spice-модели так и не устаканились. Из всего, что проанализировал - наилучшая (не значит - адекватная) от C.Basso (совсем не производитель TL431). Модели от TI - неадекватны, исключая поздние с Uref = 1.25 V Простой пример (три модели) - тест на переключение при повышении напряжения на входе от 0 до 10 V, питание 10 V через 1 кОм. Если на входе нет токоограничивающего резистора (для разных моделей и для их адекватного поведения - он нужен разный), то результат очень странный: http://shot.qip.ru/00gZ9L-4OPovQHsp/ *** Включение по входу резистора > 10 Ом приводит модель 2 (BASSO) в адекватное состояние. Модели 1 (ED) для этого требуется R > 200 кОм. Модель 3 от TI, изначально неадекватная по напряжению включения на выходе, тем не менее ведет себя адекватно, несмотря на наличие или отсутствие резистора на входе. Единственное и логичное объяснение - модели создавались под главную функцию - "Шунтовой регулятор". Однако реалии оказались таковы, что TL431 применяется "черти-где", включая даже как усилитель :) P.S. Ниже привожу все известные мне spice-модели TL431 и клонов. ********************************************** * TL431 * made by Chris Basso - 2005 ********************************************** .SUBCKT TL431 k a ref G1 a 2 5 ref -250u Q1 k 2 1 QN3904 R1 1 7 240 R2 7 a 6.6k Q2 k 7 a QN3904 50 D1 ref k DN4148 C2 7 a 1n D2 a k D2_mod C1 k 2 43p V1 5 a DC=2.49 D3 a 2 D3_mod .MODEL QN3904 NPN AF=1.0 BF=300 BR=7.5 CJC=3.5PF CJE=4.5PF + IKF=.025 IS=1.4E-14 ISE=3E-13 KF=9E-16 NE=1.5 RC=2.4 + TF=4E-10 TR=21E-9 VAF=100 XTB=1.5 .MODEL DN4148 D BV=100V CJO=4PF IS=7E-09 M=.45 N=2 RS=.8 + TT=6E-09 VJ=.6V .MODEL D2_mod D BV=36 CJO=4PF IS=7E-09 M=.45 N=1.3 RS=.8 + TT=6E-09 VJ=.6V .MODEL D3_mod D N=0.01 .ENDS ********************************* * K A FDBK * | | | ********************************* .SUBCKT TL431_MC 7 6 11 .MODEL DCLAMP D (IS=13.5N RS=25M N=1.59 CJO=45P VJ=.75 M=.302 TT=50.4N BV=34V IBV=1MA) *EB1 1 6 Value = { IF ( V(7,6)> 2.495, 2.495, V(7,6) ) } *V1 1 6 2.495 ; used for fixed reference, replaced with EB1 Limiter V1 1 6 2.495 R1 6 2 15.6 C1 2 6 .5U R2 2 3 100 C2 3 4 .08U R3 4 6 10 G2 6 8 3 6 1.73 D1 5 8 DCLAMP D2 7 8 DCLAMP V4 5 6 2 G1 6 2 1 11 0.11 .ENDS TL431_MC *************************** * TL431 MACROMODEL * 3-26-92 * * REFERENCE * | ANODE * | | CATHODE * | | | *************************** .SUBCKT TL431_TI 1 2 3 V1 6 7 DC 1.4V I1 2 4 1E-3 R1 1 2 1.2E6 R2 4 2 RMOD 2.495E3 R3 5 7 .2 D1 3 6 DMOD1 D2 2 3 DMOD1 D3 2 7 DMOD2 E1 5 2 POLY(2) (4,2) (1,2) 0 710 -710 .MODEL RMOD RES (TC1=1.4E-5 TC2=-1E-6) .MODEL DMOD1 D (RS=.3) .MODEL DMOD2 D (RS=1E-6) .ENDS ***************************** * TL431 Current Regulator * C A Ref * | | | ***************************** .subckt TL431 7 6 11 Q1 N004 N003 N001 0 P Q2 6 N002 N001 0 P Q3 7 N005 6 0 N R1 N002 6 600k R2 11 N002 648k I1 7 N001 5u V1 N003 6 1.2V Q4 7 N004 N005 0 N R6 N004 6 640k .model N NPN(BF=250 Cje=.5p Cjc=.5p Rb=500) .model P PNP(BF=120 Cje=.3p Cjc=1.5p Rb=250) .ends TL431 *************************************** * TLVH431 * © Copyright 2010 Texas Instruments Incorporated. *************************************** *.SUBCKT TLVH431 A K Fdbk .SUBCKT TLVH431 A K RF V_V2 N59715 A 1.24 G_G4 K A TABLE { V(STAGE2, A) } + ( (-10,0)(0,0)(80m,80m)(10,81m) ) R_R1 A STAGE1 1 R_R2 A STAGE2 1 C_C2 A STAGE1 159e-6 C_C3 A STAGE2 80n G_G1 A STAGE1 RF N59715 4 X_D1 A STAGE1 DC_1mV_1A_1V_1nA G_G3 A STAGE2 STAGE1 A 1 X_D2 STAGE1 N59689 DC_1mV_1A_1V_1nA X_D3 A K DC_1mV_1A_1V_1nA V_V1 N59689 A 80m .ENDS TLVH431 *$ .subckt DC_1mV_1A_1V_1nA A C G1 A C TABLE { V(A, C) } ( (-1,-1n)(0,0)(1m,1) (2m,10) (3m,1000) ) .ends DC_1mV_1A_1V_1nA *$ ************************** * TLVH431 Shunt regulator ************************** .SUBCKT TLVH431b 7 6 11 V1 1 6 1.24 R1 6 2 15.6 C1 2 6 .5U R2 2 3 100 C2 3 4 .08U R3 4 6 10 G2 6 8 3 6 1.73 D1 5 8 DC D2 7 8 DC V4 5 6 2 G1 6 2 1 11 0.11 .MODEL DC D (IS=13.5N RS=25M N=1.59 CJO=45P VJ=.75 M=.302 TT=50.4N BV=34V IBV=1MA) .ENDS TLVH431 Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Гость TSerg 10 декабря, 2016 Опубликовано 10 декабря, 2016 · Жалоба Информация получена сегодня от Амелиных, Марины и Сергея, выкладываю Часть работы студентов под их руководством по изучению моделей TL431. Models_of_TL431.pdf P.S. Мне тоже пришлось заняться реверсом функциональных моделей TL431 по spice-моделям. Поэтому, вдвойне приятно совпадение взглядов и результатов. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
rudy_b 1 11 декабря, 2016 Опубликовано 11 декабря, 2016 · Жалоба Я пользуюсь такой * Model developed by Eugene Dvoskin --> "http://www.audio-perfection.com" 02/05/2012 * This TL431 model has been developed from schematic in the * datasheet http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf * It matches most of DC, AC, Transient, Stability and Noise performance of TI TL431 * No attempts were made to cover Temperature dependences .subckt TL431ED K A ADJ Q1 K ADJ N005 0 QN_ED R4 N005 N009 3.28k R2 N009 N012 2.4k R3 N009 N010 7.2k Q2 N012 N012 A QN_ED 1.2 Q3 N010 N012 N014 QN_ED 2.2 R1 N014 A 800 Q4 N003 N005 N006 0 QN_ED R5 N006 N011 4k Q5 N011 N010 A QN_ED Q6 N004 N013 A QN_ED 0.5 Q7 N003 N003 N001 QP_ED Q8 N004 N003 N002 QP_ED R7 K N001 800 R8 K N002 800 Q9 K N004 N007 QN_ED R9 N008 N007 150 Q10 K N008 A 0 QN_ED 5 R10 N008 A 10k Q11 N004 N004 ADJ QN_ED D1 A N004 D_ED R6 N013 N012 1k D2 A K D_ED C1 K N004 10p C2 N010 N011 20p .model QN_ED NPN(BF=140 Cje=1p Cjc=2p Rb=40 VAF=80 VAR=50 KF=3.2e-16 AF=1) .model QP_ED PNP(BF=60 Cje=1p Cjc=3p Rb=80 VAF=70 VAR=40) .MODEL D_ED D(Rs=5 CJO=4.0p) .ends TL431ED Вроде все работает нормально. Мне нужен был шум, котороый в стандартной модели нулевой. Шум этой модели близок к реальному. Буковки ED в названии ничего не значат, только для отличия этой модели от стандартной. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Гость TSerg 11 декабря, 2016 Опубликовано 11 декабря, 2016 · Жалоба Спасибо, эта моделька мне тоже известна и базируется на почти полной схемотехнической копии TL431: http://shot.qip.ru/00gZ9L-2OPovQHsR/ Буковки ED в названии означают модель от "Eugene Dvoskin". И вот к ней, тоже претензии есть (по входу REF неадекватное поведение выхода). Пример: Схема R2 = 0 (неадекватное поведение) http://shot.qip.ru/00gZ9L-4OPovQHsS/ DC-DC http://shot.qip.ru/00gZ9L-6OPovQHsU/ Схема R2 = 1k (неадекватное поведение) http://shot.qip.ru/00gZ9L-4OPovQHsV/ DC-DC http://shot.qip.ru/00gZ9L-4OPovQHsW/ Схема R2 = 100k (неадекватное поведение) http://shot.qip.ru/00gZ9L-6OPovQHsZ/ DC-DC http://shot.qip.ru/00gZ9L-6OPovQHt0/ Схема R2 = 200k (адекватное поведение) http://shot.qip.ru/00gZ9L-4OPovQHt2/ DC-DC http://shot.qip.ru/00gZ9L-2OPovQHt4/ Аналогично и по температуре неадекватно: - температурный сдвиг Uref во всем температурном диапазоне составляет 6 mV для гр. B и 14 mV для гр. I, Q по даташиту. В модели ED в диапазоне -40..+85 С (гр.I) сдвиг составляет 74 mV. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
rudy_b 1 12 декабря, 2016 Опубликовано 12 декабря, 2016 · Жалоба Во всех ваших случаях неадекватности напряжение на входе Ref больше напряжения на катоде - это нештатный режим работы. В штатных режимах все нормально. Скорее всего в схеме TL431 от TI не показаны какие-то элементы защиты, вот их и не учел ED. А, возможно, реальный чип так себя и ведет - я не гонял его в таких режимах. Да, а температурную зависимость эта модель честно, с предупреждением, не отражает. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Гость TSerg 12 декабря, 2016 Опубликовано 12 декабря, 2016 · Жалоба Во всех ваших случаях неадекватности напряжение на входе Ref больше напряжения на катоде - это нештатный режим работы. В штатных режимах все нормально. Я сразу вначале оговорился, что поскольку давно наблюдается тенденция использование TL431 и его клонов в черти каких, но в допустимых режимах - возникают вопросы к моделям. Поэтому и захотелось разобраться, с какими моделями можно работать в условиях по даташиту, но со свободным использованием выводов. Короче, вот съемка реальных значений с TL431 (Uпит = 12 В, ток катода = 10 мА): Характеристики Uout (Uref) До переключения (выключенное состояние): http://shot.qip.ru/00gZ9L-2OPovQHtt/ Режим переключения (на половине шкалы наблюдается усилительный режим, что и понятно): http://shot.qip.ru/00gZ9L-4OPovQHtv/ Режим насыщения (включенное состояние) http://shot.qip.ru/00gZ9L-4OPovQHtx/ Видны нелинейные переходные процессы в статике, но напряжение остается в рамках 2 В, а не лезет наверх к Uпит., как в некоторых моделях. P.S. Разумеется, надо иметь в виду при использовании таких режимов, входной ток по даташиту ограничен стрессовым значением 10 мА. В данном случае, при напряжении питания 12 В, ограничивающем по входу REF резисторе 1 кОм и напряжении на REF = 3 V - имеем входной ток 9 мА, т.е. мы не превысили допустимый ток по входу в режиме стресса. В общем, рекомендация такова (что давно подтверждено практикой): Режим работы без ОС с катода возможен, в т.ч. и при превышении напряжения на REF напряжения на катоде, надо только ограничивать входной ток путем включения по входу резистора из расчета не превышения допустимого тока в стрессовом режиме, но желательным все же является ток на уровне нормальных рекомендованных условий. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Гость TSerg 12 декабря, 2016 Опубликовано 12 декабря, 2016 · Жалоба Мне нужен был шум, котороый в стандартной модели нулевой. Шум этой модели близок к реальному. Шум в модели ED - фиктивный. (даже есть тесты по шуму с моделью ED, но внимательное изучение показывает их неадекватность, точнее - это вычислительный шум). В модели ED нет никаких явных источников шума с теми или иными параметрами, как нет и полупроводников с моделью шума. P.S. Когда я вижу вот такие "вещи", которые зависят от дискрета по времени, я не доверяю модели от слова "совсем": - дискрет 1 ns: http://shot.qip.ru/00gZ9L-2OPovQHtM/ - дискрет 10 ns: http://shot.qip.ru/00gZ9L-6OPovQHtQ/ - дискрет 100 ns: http://shot.qip.ru/00gZ9L-2OPovQHtR/ Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
rudy_b 1 12 декабря, 2016 Опубликовано 12 декабря, 2016 · Жалоба Я делал хитрозадую схему и получил шум в десятки раз больше, чем ожидал. Начал разбираться. Модель от TI не шумит вообще (как выяснилось), но, в даташите, указаны значения близкие к правде. Нашел модель ED которая дает близкий к реальному шум. Никакие особые генераторы шума не нужны, модели транзисторов сразу дают шум, близкий к реальному. А при симуляциях во времени шум оценить трудно - большую и неконтролируемую болтанку дает сам симулятор - плохая сходимость. Нормальную оценку можно сделать только в спектральном анализе и вот там получаются близкие к реальности значения. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Гость TSerg 12 декабря, 2016 Опубликовано 12 декабря, 2016 · Жалоба Я делал хитрозадую схему и получил шум в десятки раз больше, чем ожидал. Начал разбираться. Модель от TI не шумит вообще (как выяснилось), но, в даташите, указаны значения близкие к правде. Нашел модель ED которая дает близкий к реальному шум. Никакие особые генераторы шума не нужны, модели транзисторов сразу дают шум, близкий к реальному. А при симуляциях во времени шум оценить трудно - большую и неконтролируемую болтанку дает сам симулятор - плохая сходимость. Нормальную оценку можно сделать только в спектральном анализе и вот там получаются близкие к реальности значения. Ткните пальцем, где Вы тут шум в каком-либо элемента нашли? .subckt TL431_EDV K A ADJ Q1 K ADJ N5 0 QN_ED R4 N05 N09 3.28k R2 N09 N12 2.4k R3 N09 N10 7.2k Q2 N12 N12 A QN_ED 1.2 Q3 N10 N12 N14 QN_ED 2.2 R1 N14 A 800 Q4 N03 N05 N06 0 QN_ED R5 N06 N11 4k Q5 N11 N10 A QN_ED Q6 N04 N13 A QN_ED 0.5 Q7 N03 N03 N01 QP_ED Q8 N04 N03 N02 QP_ED R7 K N01 800 R8 K N02 800 Q9 K N04 N07 QN_ED R9 N08 N07 150 Q10 K N08 A 0 QN_ED 5 R10 N08 A 10k Q11 N04 N04 ADJ QN_ED D1 A N04 D_ED R6 N013 N012 1k D2 A K D_ED C1 K N04 10p C2 N010 N011 20p .model QN_ED NPN(BF=140 Cje=1p Cjc=2p Rb=40 VAF=80 VAR=50 KF=3.2e-16 AF=1) .model QP_ED PNP(BF=60 Cje=1p Cjc=3p Rb=80 VAF=70 VAR=40) .MODEL D_ED D(Rs=5 CJO=4.0p) .ends TL431_EDV Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
rudy_b 1 12 декабря, 2016 Опубликовано 12 декабря, 2016 · Жалоба Каждое сопротивления в модели транзистора вносит свой шум и это дает правильную оценку шума на частотах выше фликкера. Многократно проверял - все близко к правде. В даташите на TL431 уровень шума (выше фликкера) указан порядка 120 нв/sqrt(Гц), модель дает порядка 140 (что ближе к правде). Привел шум из даташита и из модели ED. Вот когда считаешь малошумящие схемы - в них действительно вводят дополнительные независимые источники шума (кроме стандартных). Но это делается только для упрощения - точную модель входного транзистора сделать непросто, поэтому берут нешумящий транзистор и добавляют к нему шум. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Plain 212 12 декабря, 2016 Опубликовано 12 декабря, 2016 · Жалоба вот съемка реальных значений с TL431 А вот реальная съёмка TL431: http://www.righto.com/2014/05/reverse-engi...ost-common.html Ключевое замечание от автора, что содранные значения сильно отличаются от присутствовавших в ранее опубликованных схемах, например этой: Ну и наверное то, что без хотя бы приблизительного знания отношения площадей подобные схемы вообще трудно понимаемы. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Гость TSerg 13 декабря, 2016 Опубликовано 13 декабря, 2016 · Жалоба в модели транзистора Я не обратил внимание на ненулевые значения параметров AF и KF для задания фликкер-шума, так, что все в порядке - шум есть :) Что-то похожее на правду для одиночного транзистора NPN в модели ED: http://shot.qip.ru/00gZ9L-3OPovQHvG/ И весьма занятный шум, для модели TL431 от ED: В диапазоне >10 Гц при Rг = 0 просто фантастика, но не реальная: http://shot.qip.ru/00gZ9L-1OPovQHvL/ В диапазоне >10 Гц при Rг = 27к близко к ДШ: http://shot.qip.ru/00gZ9L-6OPovQHvN/ И, в целом, по диапазону (Rг = 0): http://shot.qip.ru/00gZ9L-1OPovQHvK/ При Rг > 27к происходит резкий подъем шума до 400n. В общем, опять все плохо согласуется с реальностью. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
rudy_b 1 13 декабря, 2016 Опубликовано 13 декабря, 2016 · Жалоба Ты смотришь не тот шум - ONOISE вместо INOISE. Он не прописан в даташите. Посмотри график V(INOISE) который я приводил (нижний). И нужно правильно включить источник напряжения, к которому приводится входной шум. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Гость TSerg 13 декабря, 2016 Опубликовано 13 декабря, 2016 · Жалоба Ты смотришь не тот шум - ONOISE вместо INOISE. Ок, верно - я же смотрел выходной шум. По входу модель адекватна: http://shot.qip.ru/00gZ9L-6OPovQHvU/ Схема измерения: http://shot.qip.ru/00gZ9L-3OPovQHvV/ Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
rudy_b 1 13 декабря, 2016 Опубликовано 13 декабря, 2016 · Жалоба Ага, все верно. У меня делитель Ref - 2 резистора по 10к, питание 12в через 1к, но это несущественно. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться