新颖的教学用稳压电源的设计

4  教学用稳压系统设计

4.1  利用TL431的比较特性实现输入电压三段式自动调节

TL431是可变分流的稳压集成电路，由高精度的基准电压源和高速比较器组成，适用范围广。该系统设计巧妙采用TL431的比较特性实现电压的自动切换。由TL431的等效电路(图3)可知，当Uref>2.5 V时，输出三极管导通，UO=2 V；当Uref＜2.5 V时输出三极管截止，故利用其比较特性组成输入电压切换电路，如图4所示。TIA31采用TO-92封装，并具有100 mA的驱动能力，可直接驱动继电器。所以使得整个输入电压切换跟随输出电压变化，三段式自动转换调节电路简单。

4.2 基于LT3080和TL431组合的教学用稳压电源系统

采用LT3080和TL431组合设计的0～30 V，0～2 A的教学用稳压电源系统，如图5所示。输入市电220 V，交流电压经变压器T变换输出10 V、20 V、30 V。变压器容量100 VA。通过继电器J1、J2实现自动切换，以适应不同的输出电压需要。当输出电压在0～10 V之间时。J1、J2都不吸合，输入电压UI=10 V。经VD1～VD4整流后输出12 V的电压，通过LT3080做电流源输出IO，R1控制输出电流IO=1 V／R1=2 A，输出后经LT3080稳压输出UO，RPV控制UO=RPV×20μA，电路简单。根据输出电流的大小可并联多只LT3080。

由于调节电位器RPl和RPV阻值都比较大，因此应选用线性精密电位器。在调节输出电压UO时，当UO小于10 V时，J1，J2均不吸合，输入接交流10 V端，当输出电压超过10V时，调节RP1使VA＞2.5 V，IIC5导通，J1吸合，输入电压可切换至20 V，当输出电压超过20 V时，调节RP2使UB>2.5 V，IIC6导通J2吸合，输入电压切换至30 V，从而实现输入跟踪式三段电压自动调节电路，降低了输入输出间电压，减少稳压集成电路功耗，提高电源的利用率。

将每只LT3080上的功耗限制在12 W以下，保证其工作的可靠性，由于LT3080的LDO特性，设计时可使△U尽可能的小。采用多抽头变压器，增加图4所示的调节电路，以提高电源效率。

5  结论

该设计兼顾通用性，设计输出电压为0～30V如果针对职业教学使用的需要，变压器的输出设计为6V，13V，25V更能充分利用LT3080稳压集成电路LDO的优良特性，因为常用的实验电压为5V、12V、24V。用TL431的开关功能实现输入电压的自动切换时只需微调RP1，RP2即可(但是输出电压的最大值只有25V)。输出还可采用加减并联组合形式来满足不同输出电压和电流的需要，使整个电源设计简单，进而提高教学用稳压电源的可靠性、可调性、易修改性。