可调稳压电源.doc

可调稳压电源对于一名无线电爱好者或从事电器维修工作的人员，有一台性能良好的可调稳压电源是非常重要和方便的。本文介绍一种用TL431制作的可调稳压电源，其输出电压可在235V范围内调节，能向外输出多种稳定电压值，非常实用。一、电路原理与制作1 电路组成用TL431制作的可调稳压器电路如图1所示，其主要由降压变压器T、二极管VDl VD4(构成桥式整流)、电容C1(滤波)组成电源输入电路；由基准电压控制集成电路TL431、电压调整三极管VT、分压电阻器R1和R2、可调电位器RP等组成电压调节电路。 2 工作原理220V交流电压经变压器T降压后，在其次级输出36V的交流低电压，再经整流二极管VDlVD4全桥整流和滤波电容器C1滤波后，在C1上取得上正、下负约36V的直流电压。该电压加到串联的R1、RP、R2上后，由三者进行分压，在可调电位器RP上产生电压降，即在RP两端形成电压差，使RP上端电压高于它的下端电压，RP上电压又通过其滑动触点端加到集成电路TL431的基准电压端REF极上。当将图2中可调电位器RP的滑动触点端调到它的最上端时，相当于R2的阻值由1K变大为6K，图2所示电路就变成图3所示电路。此时集成电路TL431的基准极电压VREF与它的阴极电压VK相同，即VREFVK，使TL431的REF极电压达到电路中的最大值，经TL431内部比较放大器放大后控制内部驱动三极管进入深度导通，使K-A极间的输出电压VKAoutVREF2.5V，即输出2.5V基准电压，这就构成TL431工作于输出2.5V的最基本高精密基准电压的稳压电源。当调节图2中可调电位器RP的滑动触点端至它的最下端时，TL431的REF极的电压低于它的基准电压2.5V，经TL431内部比较器比较后输出低电平，又控制内部驱动三极管截止。这样，TL431的K-A极之间电压就为输入的电源电压36V。由上述不难理解，当可调电位器RP的滑动触点端在它的最上端、最下端之间滑动时，将控制TL431内部驱动三极管工作于深度导通与截止之间，形成TL431的K-A极输出电压 VKAout在2.536V间可调。 当调节可调电位器RP的滑动触点端至它的中间某一位置时，TL431的REF极就处于RP与R2分压的偏置状态，此时TL431的K-A极间输出电压既不为2.5V的基准电压，也不为36V的最大值，而是VKAout=VREF(1RP/R2)=2.5(1RP/R2)V。这进一步表明适当选择可调电位器RP和电阻器R2的阻值，可使TL431的K-A极间输出电压VKAout为2.536V，这就使TL431成为可调稳压电源。分析了核心精密集成电路TL431最基本的稳压、调压原理后，就容易理解图1中调压器的工作原理。当调节可调电位器RP的滑动触点端时，TL431的REF极上的电压随着改变，于是控制TL431导通的电流也随着变化，使TL431两输出端K和A间的输出电压VKAout在2.536V间变化，也就是控制三极管VT的b极电压在2.536V间变化。由于VT发射极电压始终比它的基极电压低0.7V，所以该可调稳压器两输出端A和B间的电压也在约2VREF 35V间变化，而且输出的电压较稳定。上述表明，可调稳压器的核心是调节电路部分，主控器件就是精密稳压集成电路TL431，其输入电压为DC36V，调节RP时，输出电压VKAout在DC2.536V范围内连续可调。3 元件选择由于图1所示的可调稳压器的功率较大，因此T选用输入电压为220V、输出电压为36V、输出功率为50W的变压器。VDlVD4选用整流电流为3A的1N5400型整流二极管。VT选用D1308型NPN型达林顿管。该管最大导通电流为5A，功率为50W。因此，无论作为稳压器或充电器使用，均有较大的裕量。R1、R2可选用普通的RTX-1/8W型碳膜电阻器；RP选用WSW型有机实心可调电位器；C1、C2、C3可选用CDll-63V型普通电解电容器。图1中集成电路选用TL431，TL431与SW431、A431型集成电路性能相同，它们可以直接互换使用。另外，TL431还与LM385系列集成电路LM385/LM385B-1.2、LM385/LM385B-2.5的功能、封装相同，也于集成电路AIC431的功能、封装相同，但TL431、AIC431、LM385三者的应用参数有一定的差距，见下表。它们不能直接代换使用，但可根据需要选用或改造后变通代用。表： 电压基准集成电路TL431、AIC431、LM385的应用参数型号基准电压（VREF）电压调节范围最大工作电流温度系数TL4312.5V2.5 36V100mA50PPm/AIC4312.5 V2.5 25 V200 mA50 PPm/LM3851.24 V1.24 5.3 V20 mA100 PPm/只要线路焊接无误，一般无须调试即可应用。但有一点应指出，要保证该可调稳压器能在236V范围内输出稳定的电压，还应根据电路选用TL431、D1308的个性参数，从实际应用中调整选用R2、RP的电阻值。二、思考与启发本电路是用TL431制作的可调稳压电源，TL431是一种常用的高精密的基准电压可调的三极型稳压集成电路，鉴于其具有输出电压可调范围宽（2.536V）、参考电压源误差小（1.0%）、输出电流可调范围大（1.0100mA）、全温度范围内温度特性平坦、输出动态电阻小（0.22）、输出噪音电压低、自身功耗小的特点，我们可利用它制作精密基准电压源、稳压或可调稳压电源、恒流源、高速比较器、过压保护器等电路。给在电压比较器电路中需要不同阈值电压，在A/D变换电路中需要特殊基准电压的设置带来极大方便。更多关于TL431的知识，请参阅后面创新电路参考资料。三、拓展该可调稳压器由于应用了精密稳压集成电路TL