基于TL431及LM317T的0起调高精度稳压电源的设计与制作

陈坚苏

TL431是一个有良好热稳定性的并联型三端可调精密基准电压

源，与可调集成稳压器LM317T 可构成高精度0起调的稳压电源，计

算模型见图一。

其中Vref1和Vref2分别是LM317T 和TL431的基准电压，RP 为可调电位器的阻值，设计最大稳压输出电压为V0，负偏压为V2。设：电位器RP 的动触头移到X 位置时上部的电阻为RPX ，此时的输出电压为V0X ，其它有关变量的下标也标有X 。 从右图可以得到两个基本公式： X V 0)32()

3(2

2R RP R R RPX RP V V ref +++−=

+………………⑴

21120ref KRX ref KAX ref X V V V V V V V ++=+=+ …………………⑵

其中：分别是TL431的阴极—阳极电压和阴极—参考端电压。

KRX KAX

V V 、设计要求：当RPX=0时V0X=0，当RPX=RP 时V0X=V0，代入上式，经简单运算可求得：

01120222＞）（）（RP V V

V V R ref +−= ………………………⑶

RP V V R 0

2

3= ……………………………………………………⑷

2012ref KR ref V V V V ++= …………………………………………⑸

其中：为输出电压为0时TL431的阴极和参考端的电压。

0KR V 由⑵式可知，输出稳压电压与成正比。由⑸式可知负偏压不仅与有关，而且还与和有关。这与其它从0起调的负偏压的计算是不同的。另外，由⑶式可得到 。

X V 0KRX V 2V 2ref V 1ref V 0KR V 22ref V V ＞上述一组关于的方程，表明满足设计要求的解有很多。关键是要确定的合理取值范围。查TL431的使用手册，可推知＜－0.7V 时，TL431的阴极电流将急剧增长，并将失去稳压作用。但如取得较大，将使V2、R3相应增大，特别是R2与V2成平方关系将迅速增大。这对负偏压的产生（常用半波倍压整流）带来困难。经实际测试， 取－0.65V ～－0.4V 较为合适，对应的V2一般在3～4V 左右。 0KR V 0KR V 0KR V 0KR V 0KR V 最后1

11I V R ref =

，

mA I I 10LM317T 11≈可取的最小负载电流，一般为，相应的R1约在120Ω左右。

计算：

通常可根据元器件手册中的典型值以及电阻和电位器的标称值作为计算的依据。如LM317T 的基准电压Vref1的典型值为1.25V ，TL431的基准电压Vref2的典型值为2.5V 等。选定RP 和最大输出电压V0，取为－0.6V ，代入⑸、⑶、⑷方程，便可求出V2、R2、R3等。图二中对应元件的参数是根据实测的=1.2436V 、=2.51V 、RP=22.2K Ω、V0=15V 和=－0.6V 的值计算得到的。其中：V2=3.1536V 、R3=4.667 K Ω、R2=6.8 K Ω。R3可选标称4.7 K

0KR V 1ref V 2ref V 0KR V

调试：

1、输出调零：将RPX调到零，调V2（RP3）使输出电压为0；

2、调最大输出电压：将RPX调到最大为RP，调R2使输出电压为设计的V0；

3、如上反复调几次皆可。

4、在实际的电路中，V2值的取得和调节是由半波倍压整流和另一个TL431通过调节RP3玻璃釉3299型微型多圈电

位器来实现的，实际线路见图二。由于实际计算的V2在精度上要求达到3.1536V，才能实现真正的0起调。而采用可调的精密基准电压源TL431不仅可以精确地获得V2的值，而且稳定性也非常好。

实用的0起调高精度稳压电源和恒流电源见图二。该线路公用了一套线性稳压、扩流和负偏压产生电路，通过K-1和K-2开关的切换实现0起调稳压或恒流输出方式。恒流部分是由LM317T和LM317L所构成，调节R4可实现恒流从0起调。值得注意的是IC4 TL431的限流电阻不是R1而是R8，R1是建立稳定负偏压V2不可或缺的电阻，流过该电阻的电流可取10mA左右，类似于LM317T的最小负载电流。图二中的扩流、LM317T的保护、输出电流的限流等部分介绍的资料较多，这儿不再累述。3AD30和LM317T应加散热片，变压器的功率应大一些才有足够的电流输出。