TL431低压差直流电源参数参考及工作点设置
来源:乐鱼游戏app在线登录 发布时间:2024-07-10 14:21:48当中,由于拥有独特的动态抗阻,TL431也经常被作为稳压二极管来使用。稳压源在电路中的使用相当广泛,多数使用3个引脚构成,所以结构相对比较简单并且用起来也较为方便。但是在只有较低电压电池供电时,稳压的供电需求有可能增加20%~40%的成本及体积。针对这样的一种情况,本篇文章主要介绍了一种电路的设计方法,电路器件选用常规器件,成本低,并且具有非常好的负载特性和电压稳定性。
输出电压的具体数值由运算放大器UA确定,采用同相放大器的优越性在于其输入阻抗极大,可很好地将TL431输出的2.5 V电压与后级电路隔离,使其不受负载变化的影响。运放与电阻R3和R2组成比例放大环节,可对基准电压按要求做比例放大输出,但输出电压最大不能超过运放的电源电压。
电流放大采用两个三极管,UA通过驱动调整管VQ2控制调整管VQ1,组成反馈实现电流放大环节,对输出电压进行调节,以此来实现稳压输出。二极管VD在运放UA低压输出时,使调整管VQ2基极一发射极电压为负,使VQ2立即进入截止状态,电流Ic2迅速降低,VQ2的VCE升高导致VQ1的基极电压升高,使 VQ1的基极电流IB减少,进而减少输出电流ICQ1(βIB),反之同理。RL是输出负载,C0和C1是滤波电容。电路主要参数设计
由式(2)可知,Irg经过控制VQ2的电流,IC2控制VQ1的基极电流,IB1、R8控制调节管VQ2,进而控制VQ1的输出电流IC1,VQ2是与 VQ1形成串联负反馈,无需进一步放大VQ1的输出电流IC1,用R8对IC1分流。电路输出电压Vcc为5 V,驱动额定负载是350 Ω,供电电源是标准7 V输出的电池。运算放大器选LM358,取R1、R2为10 kΩ,TL431电流范围是100~150 mA,选用R1=3 kΩ,符合标准要求。VCC=(1+R2/R1)x2.5=5 V。合理选取R8和R9的电阻值,使VQ1和VQ2均工作在线性区。
电网和负载波动情况下,Ib、Ie、Ucc尽量小,以减少损耗。设置静态工作点要选择正真适合的驱动管VQ1和偏置电阻R8、R9。VQ1的静态工作点为:
图3中,电阻Ri与三极管VQ3组成过流保护环节。输出电流过大时,取样电阻Ri上的电压大于0.7 V,VQ3导通,迫使调整管基极电压Vbe降低,直到关闭电源输出。R4=0.7/kIC。其中,LC为输出电流,K为最大过流系数,通常取值约1.5。 R7=(Vcc-Uce3)/Ie3≈Vrg/Ic3,限制Ic3不宜过大,以免VQ3过流损坏。试验
图4为设计的一个直流稳压电源模块,输入电源为直流5~9 V的蓄电池组,分别对设计电路进行电源特性和负载特性试验,其中负载特性试验以输入的6.5 V蓄电池模拟实际使用工作环境。图5为其试验记录结果。输出纹波试验数据,当电源输入电压为5-11 V,输出纹波为5~8 mV。
从实验当中可以发现,本设计的具有稳压精度高、负载特性好的一系列特点,最主要的是电路结构相对比较简单,可利用接口P0监测实际电源,此电路已投入生产,通过实践检验该电路设计性能可靠,耗电少,可非常容易满足单电源供电应用情况。
本篇文章主要介绍了一种低压差直流稳压电源设计,这种设计克服了在电源供电电压过低时造成的不便,并且节约了成本和时间,希望我们大家在阅读过本篇文章之后,能对这种方法有进一步的了解。
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