用TL431制作大功率精密可调稳压电源

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家里的太阳能电池板的控制板出现了问题，无法输出12V直流电压对电瓶充电。由于其电路板采用了双面板和大量贴片元件以及控制Ic，无法修复，只能考虑自己制作一个大功率稳压电源为电瓶充电。考虑到一般串联型稳压电源发热量大，效率低且电路也比较复杂，故拟用TL431来实现上述目的。   上网可知 TL431是输出电压可调的精密电压基准IC，是一款有良好热稳定性的三端可调分流基准源，辅以适当的外围电路（只需两只电阻或一只电位器）即可实现输出电压从2.5V至36V连续可调，电路简单制作难度小而精度很高，而且输出纹波极小，甚至可以为要求较高的高档电器供电，因此完全可以满足要求。从废开关电源板上找到几只TL431，再从元件盒中找来几只绿蓝点的正品３DD１５、2N3055，几只2200μ／25V、1000μ／16V电容、５K电位器、510Ω／½W电阻，几块废板还有铝板散热器，按图一电路组装，然后将输入端接到一只０—２０V可调直流电源上，调可调直流电源输出为１５V，这时TL431板输出４V，调电位器可使TL431板输出4V—12V。再将可调直流电源从１５V缓缓调到２０V，可以看到TL431板输出始终保持在１２V不变。给TL431接一只12V10AH电瓶，并将输入端接入太阳能板（该板正常输出在１７V至２１V），用３A电流表串入充电回路，并用万用表25V档监测TL431板的输出电压，改变太阳能板的方向，可以看到电流表的示数在０至2.1A之间变化，而电压表的示数始终保持12V不变，表明TL431充电板制作获得成功且工作状态良好。后来又陆续做了三个类似的稳压电源，都用TL431作电压调整，效果不错，其中两个当所用大功率管β＜４０时，电压调整范围大幅缩小﹙４－１０V，无法调至１２V﹚，且电压不稳，起初以为是TL431不行，换了以后还是一样，才觉察不是TL431的问题，是大功率管的放大量太小的缘故，增加了一只8050管构成达林顿就轻松解决了。第四个是用N沟道MOSFET﹙大功率场效应管﹚替代普通三极管同样获得成功，只是限流电阻要改为1.8K。四个稳压电源至今一直工作正常。

小结：①TL431性能优异，电压调整效果好，用它制作的稳压电源性能不错，值得推荐。②普通双极大功率管如3DD15、2N3055β应大于60，越大越好，并且应该选择管压降较小的管子，否则应该增加一级中功率管构成达林顿电路或者直接采用达林顿管（如TIP41、TIP122等N型达林顿管）更简单。③采用N沟道MOSFET管作调整管更好。MOSFET管的内阻小﹙只有0.几Ω），管压降也小，输出电流大，效率高，根据资料介绍还可以多管直接并联使用，输出电流更大﹙这个笔者没有试过﹚。笔者试验过的稳压电源电路如下图中的图一—图三，供参考。图中的调整电位器如无5K的，也可以用10K甚至几十K的；滤波电容也可以根据输入输出电流的大小酌情选用，一般来说，输出电流大的滤波电容要大一些，否则就小一些，但输出端的电容容量宜小于输入端，否则可能造成电压调整管的损坏；限流电阻的选用应满足TL431的工作电流＜150ma且＞1ma,一般输出电流大限流电阻小，反之则大一些。④TL431的最大输入电压不应超过37V，否则可能造成损坏。⑤TL431管脚排列如图四。本电源除可直接利用太阳能为12V电瓶充电外，还可以为18650锂电池、手电筒、电蚊拍充电（调成5V），为收音机供电（调成3V），用处多多，唯一的缺憾是不能为智能机充电（无法识别）。

陈冠新

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