Līdz šim šajā vietnē mēs esam pētījuši uz LM317 balstītas lineārās barošanas ķēdes, šeit mēs uzzināsim, kā LM317 var izpildīt kā mainīga slēdža režīma jaudu vai SMPS ar nulles zudumu.
LM317 kā lineārais regulators
Mēs visi zinām, ka LM317 IC ir iekšēji paredzēts darbam kā lineārs sprieguma regulators IC, kam ir nopietns jaudas izkliedes trūkums sildot. Turklāt šādai topoloģijai arī ir nepieciešams, lai ieejas vērtība būtu vismaz 3 V lielāka par vēlamo izeju, pievienojot papildu ierobežojumus norādītajai regulatora konfigurācijai.
Šeit mēs apspriežam, kā to pašu IC varētu vienkārši ieviest kā 0-40V mainīga barošana izmantojot SMPS topoloģiju un tādējādi novēršot iepriekšējā punktā minētos zaudējumus.
LM317 ķēdes pārveidošana par PWM komutācijas regulatora ķēdi
Šeit paskaidrotā LM317 mainīgā SMPS shēma bez piepūles pārveido parasto LM317 IC par induktora bāzes komutācijas regulatora barošanas avotu, kā parādīts šajā diagrammā:
Ķēdes shēma
Atsaucoties uz iepriekš parādīto diagrammu, mēs varam redzēt, ka LM317 ir konfigurēts tā kā parasti mainīgs regulators režīmā, bet ar dažām papildu daļām R6, C3 un D1 formā.
Mēs varam redzēt arī induktoru, kas piestiprināts ar D1, un ar to saistīto jaudu BJT Q1.
Kā tas strādā
Šeit LM317 IC veic divus uzdevumus kopā. Tas maina izejas spriegumu caur norādīto trauku R4 un savukārt liek PWM iniciēt Q1 pamatnei.
Būtībā R6 / C3 ieviešana pārveido LM317 regulatora ķēdi par augstas frekvences oscilatora ķēdi, liekot LM317 izejai ātri ieslēgties / izslēgt ar mainīgu PWM, kas ir atkarīgs no R4 iestatījuma.
BJT Q1 kopā ar induktoru L1 un D1 veido standartu buka pārveidotāja ķēde kuru kontrolē iepriekš izskaidrotais PWM, ko ģenerē LM317 ķēde.
Tas nozīmē, ka, lai gan katls R4 ir mainīgs, arī R1 attīstītais sprieguma impulsa platums mainās arī proporcionāli, izraisot Q1 pārslēgšanos L1 atbilstoši mainīgajiem PWM.
Lielāki impulsu platumi ļauj induktoram radīt lielāku spriegumu un otrādi.
Kondensators C4 nodrošina, ka svārstīgā izeja no L1 izejā tiek pienācīgi izlīdzināta un novērsta, un tas attiecīgi palielina pulsācijas strāvu stabilā līdzstrāvā.
Piedāvātajā LM317 slēdža režīma barošanas ķēdē, tā kā IC LM317 nav tieši iesaistīts slodzes strāvas apstrādē, tas nespēj izkliedēt strāvu un tādējādi nodrošina efektīvu augsta ieejas sprieguma regulēšanu vēlamajā zemā izejas sprieguma līmenī.
Konstrukcija arī ļauj lietotājam uzlabot ķēdi par strāvas SMPS ķēdi, vienkārši mainot Q1, L1, D1 vērtējumu atbilstoši nepieciešamajām izejas strāvas specifikācijām.
L1 var uzbūvēt, pārvelkot bifilāru emaljētu vara stiepli pār jebkuru piemērotu ferīta serdi.
Lai gan šī LM317 SMPS shēma sola gandrīz nulles zaudējumu izvadi, Q1 jāuzstāda uz radiatora, un no tā var sagaidīt zināmu izkliedi.
Interesantas atsauksmes no viena no Avid lasītājiem:
Mr. Svagatama:
Esmu pensionēta EE, bet joprojām esmu ieinteresēta dažādās jomās. Gadījās sastapties ar jūsu vietni, kad pētīju barošanas avotus, izmantojot LM317.
Izmantojot LM317, redzēja interesanto slēdža režīma barošanas shēmu.
Kā izrādās, precīza shēma ir parādīta 1978. gada Nacionālā pusvadītāju sprieguma regulatora rokasgrāmatā ar papildu vārdiem, lai izskaidrotu tās uzvedību.
Tomēr man šķita vēl noderīgāk simulēt ķēdi, izmantojot LTSpiceVII (kuru var bez maksas lejupielādēt un izmantot), lai gūtu labāku priekšstatu par ķēdes darbību ar komponentu vērtības izmaiņām.
Jebkurā gadījumā es nolēmu ieskenēt divas 1978. gada rokasgrāmatas lappuses un nosūtīt jums e-pastu, ja jums rūpēs, lai tās ievietotu kopā ar shēmu citiem, kurus varētu interesēt nedaudz sīkāk.
Sveicieni,
Dentons Konrāds
Raleigh, NC
Pāri: Kā padarīt LED gaisa piesārņojuma mērītāja ķēdi ar Arduino Nākamais: Viena uz LM317 balstīta MPPT simulatora shēma
