LM317 ar ārējā strāvas pastiprināšanas shēmu

Populārais LM317 sprieguma regulatora IC ir paredzēts ne vairāk kā 1,5 ampēriem, tomēr, pievienojot ķēdei ārējā strāvas pastiprināšanas tranzistoru, kļūst iespējams uzlabot regulatora ķēdi, lai tā darbotos ar daudz lielāku strāvu un sasniegtu vēlamos līmeņus.

Jūs, iespējams, jau esat saskāries ar 78XX fiksētā sprieguma regulatora ķēde kas ir modernizēti, lai apstrādātu lielākas strāvas, pievienojot tam piekarināmu jaudas tranzistoru, IC LM317 nav izņēmums, un to pašu var piemērot šai daudzpusīgajai mainīgā sprieguma regulatora ķēdei, lai uzlabotu tā specifikācijas, lai apstrādātu lielu strāvas daudzumu.

Standarta LM317 shēma

Šis attēls parāda standarta IC LM317 mainīgā sprieguma regulatora ķēde , izmantojot minimālo komponentu daudzumu viena fiksēta rezistora un 10K katla veidā.

Paredzēts, ka šī iestatīšana piedāvā mainīgu diapazonu no nulles līdz 24 V ar ieejas padevi 30 V. Tomēr, ja ņemam vērā pašreizējo diapazonu, tas nav lielāks par 1,5 ampēriem neatkarīgi no ieejas barošanas strāvas, jo mikroshēma ir iekšēji aprīkota, lai atļautu tikai līdz 1,5 ampēriem un kavētu visu, kas var būt prasīgs virs šīs robežas.

Iepriekš parādīto dizainu, kas ir ierobežots ar 1,5 amp maks. Strāvu, var uzlabot ar piekarināmo PNP tranzistoru, lai palielinātu strāvu vienā līmenī ar ieejas barošanas strāvu, kas nozīmē, ka pēc šī jaunināšanas ieviešanas iepriekš minētā shēma saglabās mainīgo sprieguma regulēšanu funkcija tomēr spēs piedāvāt pilnu pieplūdes ievades strāvu slodzei, apejot IC iekšējo strāvas ierobežošanas funkciju.

Izejas sprieguma aprēķināšana

LM317 barošanas ķēdes izejas sprieguma aprēķināšanai var izmantot šādu formulu

VVAI= VAtsauce(1 + R2 / R1) + (EsADJ× R2)

kur ir = VAtsauce = 1,25

Pašreizējo ADJ faktiski var ignorēt, jo tas parasti ir aptuveni 50 µA un tāpēc ir pārāk nenozīmīgs.

Ārējā Mosfet pastiprinātāja pievienošana

Šo pašreizējo uzlabojumu var ieviest, pievienojot piekarināmo PNP tranzistoru, kas var būt jaudas BJT vai P-kanāla mosfeta formā, kā parādīts zemāk, šeit mēs izmantojam mosfet, saglabājot lietas kompaktas un ļaujot veikt milzīgu pašreizējo jauninājumu specifikācijas.

Iepriekšminētajā dizainā Rx kļūst atbildīgs par mosfet vārtu sprūda nodrošināšanu, lai tas spētu darboties kopā ar LM317 IC un pastiprinātu ierīci ar papildu strāvas daudzumu, kā norādīts ieejas padevē.

Sākotnēji, kad strāvas padeve tiek ievadīta ķēdē, pievienotā slodze, kuras nominālvērtība varētu būt daudz lielāka par 1,5 ampēriem, mēģina iegūt šo strāvu caur LM317 IC, un procesā RX tiek izveidots proporcionāls negatīvā sprieguma daudzums, izraisot mosfet reaģēt un ieslēgt.

Tiklīdz tiek aktivizēts MOSFET, visai ieejas padevei ir tendence plūst pāri slodzei ar pārpalikuma strāvu, bet, tā kā spriegums sāk pieaugt arī ārpus LM317 katla iestatījuma, LM317 kļūst pretēji neobjektīvs.

Šī darbība pašlaik izslēdz LM317, kas savukārt izslēdz spriegumu pāri Rx un vārtu padevi mosfet.

Tāpēc arī mosfet ir tendence uz brīdi izslēgties, līdz cikls atkārtojas, ļaujot procesam bezgalīgi noturēties ar paredzēto sprieguma regulēšanu un lielām strāvas specifikācijām.

Aprēķinot Mosfet vārtu rezistoru

Rx var aprēķināt, kā norādīts zemāk:

Rx = 10 / 1A,

kur 10 ir optimālais mosfet iedarbināšanas spriegums un 1 ampērs ir optimālā strāva caur IC, pirms Rx attīsta šo spriegumu.

Tāpēc Rx varētu būt 10 omu rezistors ar jaudu 10 x 1 = 10 vati

Ja tiek izmantota jauda BJT, skaitli 10 var aizstāt ar 0,7 V

Lai gan iepriekš minētā pašreizējā palielināšanas programma, izmantojot mosfet, izskatās interesanta, tai ir nopietns trūkums, jo šī funkcija pilnībā noņem IC no tā pašreizējās ierobežojošās funkcijas, kas var izraisīt mosfet izpūšanu vai sadedzināšanu, ja izeja ir īsa ieslēgts.

Lai novērstu šo pārsprieguma vai īssavienojuma ievainojamību, ar mosfet avota spaili var ieviest vēl vienu rezistoru Ry formā, kā norādīts šajā diagrammā.

Paredzams, ka rezistors Ry izveido pretspriegumu, ja izejas strāva tiek pārsniegta virs noteiktās maksimālās robežas tā, ka pretpriegums mosfet avotā kavē mosfet vārtu iedarbināšanas spriegumu, liekot pilnībā izslēgt mosfet un tādējādi novēršot mosfeta sadedzināšanu.

Šī modifikācija izskatās diezgan vienkārša, tomēr Ry aprēķināšana varētu būt nedaudz mulsinoša, un es nevēlos to izpētīt dziļāk, jo man ir daudz pienācīgāka un uzticamāka ideja, par kuru var sagaidīt arī pilnīgu strāvas vadību apspriestajam LM317 ārējā dzinēja palielināšanas tranzistoram lietojuma ķēde.

BJT izmantošana strāvas kontrolei

Zemāk redzams dizains, kā padarīt iepriekš minēto dizainu aprīkotu ar pastiprināšanas strāvu, kā arī īssavienojuma un pārslodzes aizsardzību.

Pāris rezistori un BC547 BJT ir viss, kas var būt vajadzīgs, lai ievietotu vēlamo īssavienojuma aizsardzība pret modificēto strāvas pastiprināšanas ķēdi LM317 IC.

Tagad Ry aprēķināšana kļūst ļoti vienkārša, un to var novērtēt pēc šādas formulas:

Ry = 0,7 / strāvas robeža.

Šeit 0,7 ir BC547 iedarbināšanas spriegums, un “strāvas robeža” ir maksimālā derīgā strāva, kas var tikt norādīta drošai mosfet darbībai, pieņemsim, ka šī robeža ir norādīta kā 10amp, tad Ry var aprēķināt kā:

Ry = 0,7 / 10 = 0,07 omi.

vati = 0,7 x 10 = 7 vati.

Tātad tagad, kad strāva mēdz pārsniegt iepriekš minēto robežu, BC547 veic, iezemējot IC ADJ tapu un izslēdzot LM317 Vout

BJT izmantošana pašreizējam palielinājumam

Ja jūs neesat pārāk ieinteresēts izmantot mosfet, tādā gadījumā jūs, iespējams, izmantosiet BJT vajadzīgajai strāvas palielināšanai, kā parādīts šajā diagrammā:

Pieklājība: Texas Instruments

Regulējams sprieguma / strāvas LM317 augstsprieguma regulators

Šī ķēde parāda ļoti regulētu LM317 balstītu augstas strāvas barošanas avotu, kas nodrošinās izejas strāvu virs 5 ampēriem un mainīgu spriegumu no 1,2 V līdz 30 V.

Iepriekš redzamajā attēlā mēs varam redzēt, ka sprieguma regulēšana tiek realizēta standarta LM317 konfigurācijā caur R6 pot, kas ir savienots ar LM317 ADJ tapu.

Tomēr op amp konfigurācija ir īpaši iekļauta, lai parādītu noderīgu pilna mēroga augstas strāvas regulēšanu, sākot no minimālās līdz maksimālajai 5 ampēru kontrolei.

No šī dizaina pieejamo 5 ampēriņu lielo strāvas stiprinājumu var vēl vairāk palielināt līdz 10 ampēriem, atbilstoši modernizējot MJ4502 PNP ārējā tranzistoru.

Op amp apgrieztā ievades tapa # 2 tiek izmantota kā atskaites ieeja, kuru nosaka pot R2. Otra neinvertējošā ieeja tiek izmantota kā strāvas sensors. Spriegums, kas attīstījies pāri R6 caur strāvas ierobežotāja rezistoru R3, tiek salīdzināts ar R2 atsauci, kas ļauj op amp pastiprinātāja izejai kļūt zemai, tiklīdz tiek pārsniegta maksimālā iestatītā strāva.

Zems izejas signāls no opampas pamato LM317 ADJ tapu, kas to izslēdz, kā arī izejas padevi, kas savukārt ātri samazina izejas strāvu un atjauno LM317 darbību. Nepārtraukta ieslēgšanas / izslēgšanas darbība nodrošina, ka strāvai nekad nav atļauts sasniegt virs iestatītā sliekšņa, ko koriģē R2.

Maksimālo strāvas līmeni var mainīt arī, pielāgojot strāvas ierobežotā rezistora R3 vērtību.