基于TL431的低壓差直流穩(wěn)壓電源設(shè)計

1 引言

　　穩(wěn)壓電源模塊在電路中使用廣泛，目前流行的如LM78、ASM117系列等，多數(shù)只有3個引腳，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。通常輸入與輸出之間的壓差大于2 V才能正常工作，但對較低電壓電池供電的場合。一般增加2 V的供電電源需增加20％～40％(對應(yīng)輸出3 V或5 V)的成本和體積。用開關(guān)電源原理制作的低壓差模塊(如MAX605)，可在輸入電壓與輸出電壓近乎相等的情況下輸出穩(wěn)定的電壓，但對測力等電路需電源紋波較小的情況。針對上述問題。利用分立器件設(shè)計一種低壓差穩(wěn)壓電源電路。電路器件選用常規(guī)器件，成本低。結(jié)構(gòu)簡單。實際電路經(jīng)實驗測試，具有很好的負(fù)載特性和電壓穩(wěn)定性。

　　2 電路工作原理

　　圖1為低壓層直流穩(wěn)壓電源電路原理圖。該電路是由基準(zhǔn)電壓、電壓放大和電流放大等3個環(huán)節(jié)組成。其中，基準(zhǔn)電壓由TL431產(chǎn)生，按圖1中電路連接，當(dāng)通過R0的電流在0．5~10 mA時可獲得穩(wěn)定的2．5 V基準(zhǔn)輸出。

　　輸出電壓的具體數(shù)值由運算放大器UA確定，采用同相放大器的優(yōu)越性在于其輸入阻抗極大，可很好地將TL431輸出的2．5 V電壓與后級電路隔離，使其不受負(fù)載變化的影響；運放與電阻R3和R2組成比例放大環(huán)節(jié)，可對基準(zhǔn)電壓按要求進行比例放大輸出，但輸出電壓最大不能超過運放的電源電壓。

　　電流放大采用兩個三極管，UA通過驅(qū)動調(diào)整管VQ2控制調(diào)整管VQ1，組成反饋實現(xiàn)電流放大環(huán)節(jié)，對輸出電壓進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。二極管VD在運放UA低壓輸出時使調(diào)整管VQ2基極一發(fā)射極電壓為負(fù)，使VQ2立即進入截止?fàn)顟B(tài)，電流Ic2迅速降低，VQ2的VCE升高導(dǎo)致VQ1的基極電壓升高，使 VQ1的基極電流IB減少，進而減少輸出電流ICQ1(βIB)；反之同理。RL是輸出負(fù)載，C0和C1是濾波電容。