可调正负双电源线性稳压一般使用 317/337 集成稳压芯片,我常用安森美的,因为在我用过的芯片中最稳定,对于一些电压比较低的操作,很多厂商也都有不同的芯片。
使用 TL431做线性稳压也不是出于别的目的,首先是我在项目中使用的主电源已经使用了 317/337 稳压电路,次级稳压对电源功率需求不大,所以还用它的话就有点小题大作,而且体积比较大,正好手头有很多 TL431,就拿来做一个。
在官方数据表和网上的电路方案中,很少有使用 TL431 做正负稳压的,这也是做这个方案的另一个兴趣点。
首先,分立的稳压有一个比较大的好处,就是电压控制和电流输出的部分是分开的,我们知道电流大的时候发热量就上去了,容易造成不稳定,分立的话就互不干扰,稳定性很好;
其次,各大厂商的 TL431 芯片都很便宜,也有各种封装,体积都不大,我手里的是 To-92 封装,焊接操作比较容易。
更新补充,图中的 100nF 电容应该修改为10nF 以获得最大稳定,240Ω 电阻可以适当降低。1815/1015 只能支持少量的运算放大器小负载应用,但是效果非常好,需要较大功率需要替换成其它扩流方案,其他部分电路不变。
下面粗略讲一下电路的设计思路:
因为这个电源模块单独制板,所以在连接到非稳压电源时如果引线比较长,那就需要C1/C2 两个电解,如果是集成或者距离很近,可以去掉这两个电容,或者尽量使用较小的容值。
Q1/Q2/R1/R2(Q3/Q4/R3/R4)构成了基本的恒流源,因为 TL431 的输入电流 Ika 要求不低于 1mA,而咱们输入的是非稳压电源,还有可能会经常改变输入电压,所以咱们直接用恒流源把它设置在 3mA 左右(因为反馈部分还要消耗一些),即使产生一些偏差,也不会有太大影响。
U1/RV1/R5(U2/RV2/R6)构成可调的参考电压,通过调节 RV1 来设置输出电压,然后结合晶体管 Q5(Q6)构成一个标准的分立串联稳压器。
D1(D2)可以对前面的器件起到保护作用,C5(C6)两个电解也不需要很大。
反馈电阻 RV1/R5/RV2/R6 的排列方式需要按照图中来,这样可以保证元件参数的一致。
如果将这个电路修改为更大的电流输出,可以换掉 Q5/Q6,但是如果是给运放供电用,1815/1015 肯定够用了。如果自己按照电路图搭建,晶体管都可以替换成你手边有的东西,没有太大区别。