2009年4月23日 星期四

TL431 based power supplies

前面講到國內 DIYer 電源製作的盲點。其實說到底,全部的問題都指向資訊缺乏,少數幾種固定的方案過度地應用在所有場合,沒有因時制宜,針對負載需求而調整。也因此,三端子 IC 穩壓和 UCC 等輸出電流夠大,電壓應用範圍靈活的泛用型穩壓大行其道,幾乎所有 DIYer 的裝機文都不出這兩種穩壓架構。

然而,許多需求,特別是 DAC 或前級,需要的電流實在很小,常常只有幾十 mA,甚至只有幾 mA 而已。動輒使用輸出高達 1A 以上的三端子 IC 穩壓或 UCC 穩壓,未免有牛刀之嫌。而且,對於這種小需求,事實上有許多特性更好的穩壓可以選擇,配合適當的 layout 與實作,效果往往遠勝於三端子 IC 穩壓或 op-amps 穩壓。

TL431 就是非常有趣又好用的 IC,配合簡單的主被動零件,就能做出高品質的供電。即使只用最基本的架構,一根限流電阻,兩根電壓設定電阻,就是輸出電流達 50mA 的低雜訊高速併聯式穩壓。而且 TL431 有 TO-92 包裝,不佔空間,使用起來非常方便,可以緊鄰負載配置。

以下隨手剪貼一些 TI data sheet 上的線路,就當作運用的 memo 吧。


這就是最基本的 Shunt Regulator 線路,最高有 50mA 的輸出,許多數位或前級電路都夠用了。


Precision High-Current Series Regulator,這是以 TL431 作為電壓控制,配合電晶體讓輸出電流更高的串連式穩壓。


High-Current Shunt Regulator,這比上面的趣,因為這是高電流的併聯式穩壓,也可以串更多電晶體構成達靈頓電路提供更高的電流。


Precision 5V 1.5A Regulator,配合 LM317 使用。


Efficient 5V Precision Regulator,配合晶體使用。


Precision Constant-Current Sink,也可以當電流源用,電流量比 LM334 更大一點。


Kuei Yang Wang's Super Regulator 非常有趣,用恆流源 IC LM334 代替限流電阻,讓 shunt regulator 更乾淨穩定。不過 LM334 效果雖好,輸出電流實在太小,用其他方式來做電流源應該也不錯。

5 則留言:

死不停db落閤 提到...

看了tl431的文,
馬上就想用在lm1875的前級放大上,

但是tl431的datasheet只有正電壓阿,
負電壓要用啥穩壓,
找google也沒找到對應的電路或ic

WF 提到...

死不停db落閣您好,

最簡單的方法是把兩個正電壓穩壓疊起來用。

比如說,做 a, b 兩組正 15V 穩壓,a 的地與 b 的 +vout 接在一起,成為系統的地,
此時 a 的 +vout 就是 +15V,原本 b 的地就是 -15V。

Po-Ting 提到...

WF兄:

有試過把odiofan TL-431穩壓版的2k限流電阻換成恆流源嗎? 我試了一下,高頻毛邊變不見了,而且無負作用,推薦您試試看。 CCS我沒有LM334所以用一顆LM317T當恆流源使用,只需要大於10ma就可以讓LM317T跑得很順了。

WF 提到...

Po-Ting 兄,不知道我們的板子版本一不一樣,小弟的板上沒有 2K 電阻耶。不知道您說的限流電阻,是不是本篇文章第五張圖中的 Rb 呢?這顆 Rb 在我的板子上是 2K7 (和 Kwak Clock 7 的設定一樣)。

小弟手邊的確是有 LM334,感謝您的分享。

Po-Ting 提到...

WF兄:

確實就是圖中的Rb也就是您的2k7,PCB上印2K7但是零件卻給2K,但我認為沒什麼差別。這邊還有人把電阻變成兩顆串連,連接處再用一顆1000uf~2200uf的電容下地,據說可以提升不小的PSRR。 無論如何,我還是喜歡目前用CCS的方式,企圖排除電容造成的音染,反正線路簡單試試也無妨。

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