Блок питания на TL431, TL431 или LM431 — это относительно малошумящие, стабильные и недорогие регуляторы. Их можно использовать для создания различных видов источников питания, включая программируемые источники питания, у которых есть в каком-то роде преимущество. Здесь можно программно выбрать выходное напряжение с помощью переключателей. Также есть возможность установить выходное напряжение с помощью цифровых кодов, поступающих с микроконтроллера или от порта персонального компьютера. При этом можем настроить любое выходное напряжение индивидуально при помощи постоянных резисторов или потенциометров до требуемых выходных значений.
В данной статье представлен достаточно простой блок питания на TL431 выполненный на двух биполярных транзисторах BD139 и TIP31 (T1 и T2). В схеме также присутствует инвертор 7406 (IC2), девять диодов 1N4007 (D1 — D9), стабилизатор 12 В 7812 (IC3), стабилизатор 7805 5 В (IC4) и несколько других компонентов. Используя эту схему, на выходе имеем нестабилизированное напряжение 18 В с током до 2 А и от 3 В до 15 В, с током 1 А, которое можно регулировать подачей кода в цифровом виде на вход, как показано в таблице. Также на выходе имеем 12 В и 5 В, с током 1 А стабилизируемого напряжения на разъемах CON3 и CON4, соответственно.
Принципиальная схема блок питания на TL431 приведена на рисунке в статье. Сетевое питание подается на трансформатор, который понижается напряжение до 18 В подается на мостовой выпрямитель BR1. Конденсатор C6 — основной фильтрующий, емкость которого должна быть не менее 2200 мкФ. Напряжение, создаваемое TL431, регулируется потенциометрами VRx (VR1- VR6) и может быть рассчитано по приведенной ниже упрощенной формуле: Uвых = 2,5 В × (1+R12/(R13+VRx)).
Таким образом, максимальное выходное напряжение (Uoutmax) рассчитывается как: Uoutmax = 2,5 В × (1 + 10 кОм/2 кОм) = 2,5 В × 6 = 15 В
Потому что в этом случае у нас R12 = 10 кОм, а R13 = 2 кОм. Минимальное выходное напряжение (Uoutmin) рассчитывается как: Uoutmin = 2,5 В × (1 + 10 кОм/ (2 к + 47 кОм) = 2,5 В × 1,2 = 3 В. Поскольку в этом случае R12 = 10 кОм, R13 = 2 -кОм и VRx = 47 кОм. В Таблице показано, как выходные напряжения могут быть установлены с помощью цифровых кодов на разъеме С0 — С5.
Максимальный выходной ток устанавливается переключателями S1, S2 и S3. Возможный вариант односторонней печатной платы источника питания показан на рисунке, а также расположение компонентов.
Транзисторы Т1 и Т2 должны быть размещены на радиаторе. Максимальная рассеиваемая мощность T2 может достигать 30 Вт при минимальном выходном напряжении 2,5 В и максимальном выходном токе 2 А. Мы можем заменить Т1 и Т2 на составной силовой транзистор с рассеиваемой мощностью не менее 75Вт. Регуляторы 7812 и 7805 также лучше установить на небольшие радиаторы. Кроме того, мы можем установить максимальный выходной ток, используя комбинацию трех переключателей S1, S2 и S3 токи соответственно будут таковыми, при S1 = 200-250 мА, S2 = 600-800 мА, S3 = 1А.