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如何用TL431制作大功率精密可調(diào)穩(wěn)壓電源
2022-06-20

家里的太陽能電池板的控制板出現(xiàn)了問題，無法輸出12V直流電壓對(duì)電瓶充電。由于其電路板采用了雙面板和大量貼片元件以及控制Ic，無法修復(fù)，只能考慮自己制作一個(gè)大功率穩(wěn)壓電源為電瓶充電。考慮到一般串聯(lián)型穩(wěn)壓電源發(fā)熱量大，效率低且電路也比較復(fù)雜，故擬用TL431來實(shí)現(xiàn)上述目的。 上網(wǎng)可知 TL431是輸出電壓可調(diào)的精密電壓基準(zhǔn)IC，是一款有良好熱穩(wěn)定性的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源，輔以適當(dāng)?shù)耐鈬娐罚ㄖ恍鑳芍浑娮杌蛞恢浑娢黄鳎┘纯蓪?shí)現(xiàn)輸出電壓從2.5V至36V連續(xù)可調(diào)，電路簡(jiǎn)單制作難度小而精度很高，而且輸出紋波極小，甚至可以為要求較高的高檔電器供電，因此完全可以滿足要求。 從廢開關(guān)電源板上找到幾只TL431，再從元件盒中找來幾只綠藍(lán)點(diǎn)的正品３DD１５、2N3055，幾只2200μ／25V、1000μ／16V電容、５K電位器、510Ω／?W電阻，幾塊廢板還有鋁板散熱器，按圖一電路組裝，然后將輸入端接到一只０—２０V可調(diào)直流電源上，調(diào)可調(diào)直流電源輸出為１５V，這時(shí)TL431板輸出４V，調(diào)電位器可使TL431板輸出4V—12V。再將可調(diào)直流電源從１５V緩緩調(diào)到２０V，可以看到TL431板輸出始終保持在１２V不變。給TL431接一只12V10AH電瓶，并將輸入端接入太陽能板（該板正常輸出在１７V至２１V），用３A電流表串入充電回路，并用萬用表25V檔監(jiān)測(cè)TL431板的輸出電壓，改變太陽能板的方向，可以看到電流表的示數(shù)在０至2.1A之間變化，而電壓表的示數(shù)始終保持12V不變，表明TL431充電板制作獲得成功且工作狀態(tài)良好。 后來又陸續(xù)做了三個(gè)類似的穩(wěn)壓電源，都用TL431作電壓調(diào)整，效果不錯(cuò)，其中兩個(gè)當(dāng)所用大功率管β＜４０時(shí)，電壓調(diào)整范圍大幅縮小﹙４－１０V，無法調(diào)至１２V﹚，且電壓不穩(wěn)，起初以為是TL431不行，換了以后還是一樣，才覺察不是TL431的問題，是大功率管的放大量太小的緣故，增加了一只8050管構(gòu)成達(dá)林頓就輕松解決了。第四個(gè)是用N溝道MOSFET﹙大功率場(chǎng)效應(yīng)管﹚替代普通三極管同樣獲得成功，只是限流電阻要改為1.8K。四個(gè)穩(wěn)壓電源至今一直工作正常。 小結(jié)： ①TL431性能優(yōu)異，電壓調(diào)整效果好，用它制作的穩(wěn)壓電源性能不錯(cuò)，值得推薦。 ②普通雙極大功率管如3DD15、2N3055β應(yīng)大于60，越大越好，并且應(yīng)該選擇管壓降較小的管子，否則應(yīng)該增加一級(jí)中功率管構(gòu)成達(dá)林頓電路或者直接采用達(dá)林頓管（如TIP41、TIP122等N型達(dá)林頓管）更簡(jiǎn)單。 ③采用N溝道MOSFET管作調(diào)整管更好。MOSFET管的內(nèi)阻小﹙只有0.幾Ω），管壓降也小，輸出電流大，效率高，根據(jù)資料介紹還可以多管直接并聯(lián)使用，輸出電流更大﹙這個(gè)筆者沒有試過﹚。筆者試驗(yàn)過的穩(wěn)壓電源電路如下圖中的圖一—圖三，供參考。圖中的調(diào)整電位器如無5K的，也可以用10K甚至幾十K的；濾波電容也可以根據(jù)輸入輸出電流的大小酌情選用，一般來說，輸出電流大的濾波電容要大一些，否則就小一些，但輸出端的電容容量宜小于輸入端，否則可能造成電壓調(diào)整管的損壞；限流電阻的選用應(yīng)滿足TL431的工作電流＜150ma且＞1ma，一般輸出電流大限流電阻小，反之則大一些。 ④TL431的最大輸入電壓不應(yīng)超過37V，否則可能造成損壞。 ⑤TL431管腳排列如圖四。本電源除可直接利用太陽能為12V電瓶充電外，還可以為18650鋰電池、手電筒、電蚊拍充電（調(diào)成5V），為收音機(jī)供電（調(diào)成3V），用處多多，唯一的缺憾是不能為智能機(jī)充電（無法識(shí)別）。 責(zé)任編輯人：CC

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