120v 稳压电源电路原理:
交流电源整流后得到190v的空载直流电压,接入示波器后约为150v。TL431是常见的精密稳压集成电路,三个引脚:基准极、阳极、阴极。基准极电压的微小变化会引起阴极电流很在的变化。最小典型工作电流为0.4mA(最大不超过1mA),最大工作电流为100mA。工作电压范围是2.5—36v。基准极电压改变1mv,会引起阴极5mA电流变化,即5A/v。当输出升高,电压经R3、R4分压一传给基准极,阴极电流增大,V2的发射极电流减小,该电流经V1放大后,使V1集电极输出电流减小,输出电压变小,如此形成负反馈。
设输出变化Vo,则会引起基准极电压变化Vo/48,阴极电流变化I=5(Vo/48),该电流经V2工基放大,以相同大小的电流送给V1,经V1放大后返回到输出端,设放大变数为24倍,返回变化电流为Io=24I=2.5Vo,可见输出电阻为r=Vo/Io=1/2.5=0.4欧。
内部基准电压为2.495伏,基准极流入的电流约2uA,基准电压Vref比较稳定,当阴极电压在Vref—10v之间,阴极电压每升高1v,基准电压下降1.4mv,当阴极电压超过10v后,基准电压下降1mv/伏。
保护电路:
电路虽然简单,但有完整的保护功能。R1为TL431提供工作电流,5V电源电为TL431提供工作电流。如果电路空载,当电源断开后,5V电源迅速降为0, 由R1提供TL431正常工作所需的电流,稳压电源续继工作,C1持继放电,直到接近0V。如果没有R1,断电后TL431停止工作,同时V1、V2截止,C1两端电压长时间保持不变,而C2通过R3放电降压逐渐变小,V1的集电极与发射极两端电压不断提升,当提升到150v后将导至A1013击穿,V1迅速大电流瞬间导通,V1损坏的可能性非常大,V2也有可能损坏。
负短路保护:严重短路时保险丝烧毁,V1也有可能击穿,因此可以考虑在保险丝上串联20欧电阻。轻微短路只会烧毁保险丝。由于120V负载出现严短路的可能性不大,所以省去20欧电阻,减少热损耗。
稳定性:TL431的增益很高,易自激,所以有必要分析该电路的稳定性。空载时,整个电路的环路增益非常高,频率为10Hz时至少1万倍(80dB),所以下说明一下空载时的稳定性。以下分析了TL431的内部电路,并结合本电路计算并绘制出幅频、相频曲线,红线为整个环路的增益(或相位),蓝线为TL431的。计算时,V1的放大倍数取50倍,从图中看出,相位裕度有30度,幅度裕度-13dB,稳定性尚可。
[ 此帖被我的工控在2010-12-21 22:10重新编辑 ]