0.引言
TL431是具有TO-92和DIP-8兩種封裝的精密型可調(diào)穩(wěn)壓集成電路,芯片具有體積小、基準(zhǔn) 電壓精密可調(diào),輸出電流大、性能優(yōu)良等特點(diǎn),可廣泛用于單片精密開(kāi)關(guān)電源或精密線性穩(wěn) 壓電源中。利用TL431構(gòu)成的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源典型電路如圖1所示,該電路具有輸出電流大 (最大輸出電流為6A)、電路簡(jiǎn)單、使用安全可靠等特點(diǎn),其輸出電壓可在2.5~24V之間連 續(xù)可調(diào)。適用于中、小功率用電設(shè)備、設(shè)施用電。
1.電路結(jié)構(gòu)及主要元器件選擇
由圖1可知。該可調(diào)直流穩(wěn)壓電源由電源輸人電路、倍壓電路,取樣電路、限流保護(hù)電 路和電壓調(diào)整輸出電路組成。其中,電源輸人電路由電源變壓器T、整流二極管VD1~VD4和濾 波電容C1組成。實(shí)際應(yīng)用時(shí)。T常選用50W、二次電壓為25~28V的電源變壓器;VD1~VD4均選 用IN4O07型硅整流二極管。
倍壓電路由二極管VD5、VD6和電容器C2、C3組成。實(shí)際應(yīng)用時(shí),VD5和VD6均選用IN4007型 硅整流二極管。
取樣電路由可調(diào)穩(wěn)壓集成電路IC內(nèi)部相關(guān)電路及電位器RP、電阻器RI、R3和電容器C4組成 。實(shí)際應(yīng)用時(shí),IC選用TL431型精密型可調(diào)穩(wěn)壓集成電路;RP選用線性電位器。
限流保護(hù)電路由晶體管VT和電阻器R2組成。實(shí)際應(yīng)用時(shí),VT常選用s9013或C8050型硅NPN晶 體管。
電壓調(diào)整輸出電路由可調(diào)穩(wěn)壓集成電路IC內(nèi)部相關(guān)電路及場(chǎng)效應(yīng)晶體管VF、電阻器R1、R2 和濾波電容C5組成。實(shí)際應(yīng)用時(shí),VF常選用K790型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
2. 工作原理
電路通電后,交流220V電壓經(jīng)T降壓、VD1~VD4整流和C1濾波后,產(chǎn)生+30V直流電壓。該 電壓一路直接加至VF的漏極(D極)上;另一路經(jīng)倍壓電路升壓為60V,再經(jīng)RI限流后加至VP 的柵極(G極)上,穩(wěn)壓調(diào)整后的電壓從VF的源極(s極)輸出,將限流電阻R2供給負(fù)載。
當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載減小引起輸出電壓降低時(shí),通過(guò)取樣電路使IC(TL431)第1腳電壓 也降低,經(jīng)IC內(nèi)電路處理后使VF的柵極電壓升高,再經(jīng)VF調(diào)整后使輸出電壓增大;反之,當(dāng) 輸出電壓升高時(shí),TL43l第1腳電壓也隨之升高,經(jīng)IC內(nèi)電路處理后使VF的柵極電壓下降,再 經(jīng)VF調(diào)整后使輸出電壓下降。
當(dāng)負(fù)載電路工作正常時(shí),R2兩端的電壓降低于0.6V,VT處于截止?fàn)顟B(tài),限流保護(hù)電路對(duì)電 壓調(diào)整輸出電路工作狀態(tài)無(wú)影響;當(dāng)電源負(fù)載過(guò)重或負(fù)載短路,引起工作電流增大時(shí),R2上 的電壓降也會(huì)隨之增大,當(dāng)該電壓降達(dá)到0.6V以上時(shí),VT處于飽和導(dǎo)通狀態(tài),使VF截止,輸 出電壓消失,從而實(shí)現(xiàn)限流保護(hù)的目的。
3. 安裝與調(diào)試
本例介紹的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源由于采用專用精密型穩(wěn)壓集成電路TL431,故外圍電路簡(jiǎn)潔。 目前在市面上已有成品出售,使用者根據(jù)實(shí)際需要選用即可。當(dāng)自行安裝時(shí),常將焊接好的 電路板置于自制塑料盒中,并通過(guò)專用傳輸線與通用標(biāo)準(zhǔn)電源插孔連接即可。通電工作時(shí), 調(diào)節(jié)RP的阻值,可改變TL431控制端(1腳)基準(zhǔn)電壓的高低,從而改變輸出直流電壓的高低 。