一種基于TL431的線性精密穩壓電源的設計方案

2、并聯擴流穩壓電路

在多種應用電路中，實際上是將圖5為在圖4的基礎上將電路稍加改進，采用三極管擴流，組成大電流基準電壓源，且圖5中的晶體管可根據負載電流的大小選用不同功率的晶體管，這時限流電阻R也要相應增加其功率。

并聯穩壓電路適用于各種傳感器、變送器、和儀表各種A/D轉換器中，圖6就是在電偶變送器中的應用。

串聯擴流穩壓電路

TL431除了可使用在并聯穩壓電路中，圖4和圖5中的限流電阻R的功耗就要隨著輸入電壓的不同而功率發生變化，需用功率大的限流電阻，否則就會因電流過大而損壞。

采用串聯行的接法，如圖7，解決了上述問題。將流經限流電阻R電流的分流一部分，用兩個NPN的三極管V1和V2，通過NPN+NPN的同極性接法夠成 NPN型達林頓管，放大倍數是V1和V2的放大倍數的乘積。這樣集電極不僅分流了圖5電阻R承受的大部分電流，解決了所需大功率電阻的問題，而且因達林頓管的電流放大能力增強，使TL431帶載能力增強，不用大功率三極管就可接大電流負載。

實際應用中，為差動變壓器式位移傳感器LVDT穩壓電源時，當負載電流為50mA時，流經R的電流僅為1mA，流過達林頓集電極的電路為49mA，電阻 R采用小功率表貼電阻就能滿足需要，實現恒壓功能。而且在寬電源輸入下，輸出變化量小。如表1，測試條件為 R1=2.5KΩ，R2=3.5KΩ，R=3KΩ，負載電流 50mA，TL431選用SOT-89封裝，型號為TL431QPK，寬電壓供電的情況下僅變化1mV.如果在并聯電路中使用，替代圖5中所示電路，效果更好。

圖6所示電路具有良好的熱穩定性。由于TL431的溫度漂移低，0℃~40℃為 6mV，-40℃~85℃和-40℃~125℃為14mV，所以輸出電壓的溫度特性要比普通恒壓源好的多，如果R1和R2選用溫度漂移系數低的電阻，恒壓電路的整體溫度漂移也很小，在應用中無需附加溫度補償電路。實際應用中，R1=2.5KΩ，R2=3.5KΩ，從型號TL431QPK，SOT-89封裝 50個芯片中隨機抽取3支，用圖6所示電路作為差動變壓器式位移傳感器的穩壓電路，溫區范圍-40℃~125℃，溫漂測量如表2所示，僅有幾個到十幾毫伏，均符合所給指標。

可見串聯電路提高了穩定精度，降低了TL431的功耗，減少了TL431因過熱而損壞的機率，上述電路不但可以作為工業級的傳感器穩壓基準，而且可以為寬溫區低溫漂的軍品級的產品精密穩壓電源基準，是一款實用的精密線性穩壓電路。

結語

本文根據TL431三端可調精密內部結構及特點，闡述了并聯穩壓電路和串聯穩壓電路的基本構成和性能。提出了一種TL431的線性精密穩壓電源的設計方案。 后經過大量實驗和長期應用證明本方案所設計的基于TL431的可調式精密穩