基于TL431基准电压源的可调恒压恒流源的Multisim电路仿真设计

本文主要是介绍基于TL431基准电压源的可调恒压恒流源的Multisim电路仿真设计，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1、线性电源的工作原理

在我们日常应用里，直流电是从市电或电网中的交流电获取的。例如15V直流电压源、24V直流电压源等等。交流电变为直流电的过程大概分为一下几步：

首先，交流电通过变压器降低其电压幅值。接着，经过整流电路进行整流，将交流电转换为脉冲直流电。然后，经过滤波电路，滤除直流电中的微小波纹电压，得到较为平滑的直流电压。

在线性电源中，通过开关管的通断来稳定输出电压，其工作过程分为以下几步：首先对输出电压取样，然后将采集的电压与参考电压通过比较放大器进行比较，放大器的输出作为开关管的输入，当采集电压大于参考电压，开关管通；当采集电压小于参考电压，开关管断。

在我们平时做的电子产品中，广泛存在的LDO（低纹波稳压器）芯片其实就是利用线性电源的原理。

值得注意的是，线性电源虽然具有低噪声、低纹波的优点，但其效率相对较低，尤其在处理大功率时，发热量大，需要加体积庞大的散热片。此外，线性电源还需要大体积的工频变压器，当需要制作多组电压输出时，变压器会变得更加庞大。

2、仿真电路组成

2.1、基于TL431的电压基准源电路

首先，通过三绕组变压器、整流桥电路以及7912芯片和7812芯片从220V交流市电中获取+/-12V直流电，用作比较放大器的电源以及TL431基准源的电源。该电路如下图所示。

然后利用TL431芯片生成5V基准电压，该电路如下图所示。值得注意的是TL431生成的5V基准地是浮地，接线性电源输出的正极，具体原理后面调节电压电路中会讲到。

2.2、调节电压的比较器电路

调节电压的比较器电路如下图所示。其中2N6975为IGBT作为开关管，LM358作为比较器，LM358负端接线性电源输出端正极，5Vref是TL431输出的基准电压5V，R4和R5构成分压电路调节输出电压大小。由运放虚断虚短知识分析，得到输出电压Uout=(R5/R4)*5。因此本电路设计的输出电压范围为0到23.5V。