LM317 עם מעגל בוסט הנוכחי

ויסות המתח הפופולרי LM317 IC מתוכנן לספק לא יותר מ -1.5 אמפר, אולם על ידי הוספת טרנזיסטור זרם זרם חיצוני למעגל ניתן לשדרג את מעגל הווסת כדי להתמודד עם זרמים גבוהים בהרבה, ולרמות הרצויות.

אולי כבר נתקלת ב מעגל ויסות מתח קבוע 78XX המשודרגים לטיפול בזרמים גבוהים יותר על ידי הוספת טרנזיסטור כוח חיצוני אליו, ה- IC LM317 אינו יוצא מן הכלל, ואותו ניתן להחיל גם במעגל הרגולטור המתח המגוון הזה על מנת לשדרג את המפרט שלו לטיפול בכמויות עצומות של זרם.

מעגל LM317 הסטנדרטי

התמונה הבאה מציגה תקן מעגל ויסות מתח משתנה IC LM317 , תוך שימוש מינימלי של רכיבים בצורה של נגד קבוע יחיד, וסיר 10K.

מערך זה אמור להציע טווח משתנה של אפס עד 24 וולט עם אספקת קלט של 30 וולט. עם זאת, אם ניקח בחשבון את הטווח הנוכחי, זה לא יותר מ -1.5 אמפר ללא קשר לזרם אספקת הקלט, שכן השבב מאובזר באופן פנימי כדי לאפשר רק עד 1.5 אמפר ולעכב כל דבר שעשוי לדרוש מעל מגבלה זו.

ניתן לשדרג את העיצוב המוצג לעיל המוגבל בזרם מקסימלי של 1.5 אמפר עם טרנזיסטור PNP חיצוני על מנת להגביר את הזרם בשווה לזרם אספקת הקלט, כלומר ברגע ששידרוג זה ייושם המעגל הנ'ל ישמור על ויסות המתח המשתנה התכונה עדיין תוכל להציע את זרם קלט האספקה ​​המלא לעומס, ויעקוף את תכונת הגבלת הזרם הפנימית של ה- IC.

חישוב מתח היציאה

לצורך חישוב מתח המוצא של מעגל אספקת חשמל LM317 ניתן להשתמש בנוסחה הבאה

ואוֹ= V.REF(1 + R2 / R1) + (אניADJ× R2)

איפה הוא = וREF = 1.25

למעשה ניתן להתעלם מ- ADJ הנוכחי מכיוון שהוא בדרך כלל סביב 50 µA ולכן זניח מדי.

הוספת מגבר מוספט חיצוני

שדרוג דחיפה הנוכחי הזה יכול להיות מיושם על ידי הוספת טרנזיסטור PNP חיצוני שעשוי להיות בצורה של BJT כוח או מוסף ערוץ P, כפי שמוצג להלן, כאן אנו משתמשים במוספט השומר על דברים קומפקטיים ומאפשר שדרוג זרם עצום ב מפרט.

בתכנון שלעיל, Rx הופך לאחראי לספק את מפעיל השער למוספט כך שהוא מסוגל להתנהל בד בבד עם ה- IC LM317 ולחזק את המכשיר עם כמות הזרם הנוספת כמפורט על ידי אספקת הקלט.

בתחילה כאשר קלט הכוח מועבר למעגל, העומס המחובר שעלול להיות מדורג בהרבה מ -1.5 אמפר מנסה להשיג זרם זה דרך ה- LM317 IC, ובתוך כך מתפתחת כמות יחסית של מתח שלילי על פני RX, מה שגורם ל Mosfet להגיב ולהפעיל.

ברגע שה mosfet מופעל כל אספקת הקלט נוטה לזרום על פני העומס עם הזרם העודף, אך מכיוון שהמתח מתחיל לגדול גם מעבר להגדרת הסיר LM317, גורם ל- LM317 להיות מוטה לאחור.

פעולה זו כרגע מכבה את ה- LM317 שבתורו מכבה את המתח על פני Rx ואת אספקת השער למוספט.

לכן גם המוספט נוטה לכבות לרגע עד שהמחזור יתמיד שוב ויאפשר לתהליך להימשך אינסוף עם ויסות המתח המיועד ומפרט זרם גבוה.

חישוב נגד שער מוספט

ניתן לחשב Rx כמפורט תחת:

Rx = 10 / 1A,

כאשר 10 הוא המתח המפעיל אופטימלי, ומגבר אחד הוא הזרם האופטימלי דרך ה- IC לפני ש- Rx מפתח את המתח הזה.

לכן Rx יכול להיות נגד 10 אוהם, עם דירוג הספק של 10 x 1 = 10 וואט

אם משתמשים ב- BJT כוח, ניתן להחליף את הדמות 10 ב- 0.7V

אף על פי שיישום הדחיפה הנוכחי שלמעלה באמצעות Mosfet נראה מעניין, יש לו חיסרון רציני, שכן התכונה מורידה לחלוטין את ה- IC מהתכונה המגבילה הנוכחית שלו, מה שעלול לגרום לנשף את mosfet או להישרף במקרה שהפלט קצר. הוקף.

כדי להתמודד עם פגיעות יתר זו או קצרת מעגל, ניתן להציג נגד אחר בצורת Ry עם מסוף המקור של המוספט, כפי שמצוין בתרשים הבא.

הנגד Ry אמור לפתח מתח נגד עצמו בכל פעם שזרם היציאה עולה על הגבול המקסימלי הנתון, כך שמתח הנגד במקור המוספט מעכב את מתח ההפעלה של השער ומאלץ כיבוי מוחלט עבור המוספט. ובכך מונע את צריבת המוספט.

שינוי זה נראה די פשוט, אולם חישוב Ry יכול להיות מעט מבלבל ואינני מעוניין לחקור אותו לעומק מכיוון שיש לי רעיון הגון ואמין יותר, אשר ניתן לצפות גם לבצע בקרת זרם מלאה עבור הטרנזיסטור להגברת החוץ LM317. מעגל יישומים.

שימוש ב- BJT לבקרה נוכחית

התכנון להכנת העיצוב הנ'ל מצויד בזרם דחיפה וגם בהגנה מפני קצר וקבלת עומס יתר ניתן להלן:

כמה נגדים ו- BC547 BJT הם כל מה שנדרש לצורך הכנסת הרצוי הגנה קצרה על מעגל הדחיפה הנוכחי של זרם ה- LM317 IC.

כעת חישוב Ry הופך להיות קל ביותר וניתן להעריך אותו באמצעות הנוסחה הבאה:

Ry = 0.7 / מגבלת זרם.

כאן, 0.7 הוא המתח המפעיל של ה- BC547 וה'מגבלה הנוכחית 'היא הזרם התקף המרבי שעשוי להיות מוגדר להפעלה בטוחה של המוספט, נניח שמגבלה זו מוגדרת להיות 10 אמפר, ואז ניתן לחשב את Ry כ:

Ry = 0.7 / 10 = 0.07 אוהם.

וואט = 0.7 x 10 = 7 וואט.

אז עכשיו בכל פעם שהזרם נוטה לחצות את הגבול הנ'ל, ה- BC547 מוליך, הארקה את סיכת ה- ADJ של ה- IC וכיבוי ה- Vout ל- LM317

שימוש ב- BJT לתנופה הנוכחית

אם אינך מעוניין יותר מדי להשתמש ב- mosfet, במקרה זה אתה עשוי להחיל BJT על הגברת הזרם הנדרשת כמוצג בתרשים הבא:

דרך ארץ: טקסס אינסטרומנטס

מתח מתכוונן / זרם LM317 רגולטור זרם גבוה

המעגל הבא מציג ספק כוח זרם גבוה מבוסס LM317 מווסת מאוד, שיספק זרם יציאה של מעל 5 אמפר ומתח משתנה מ -1.2 וולט ל -30 וולט.

באיור לעיל אנו יכולים לראות כי ויסות המתח מיושם בתצורת LM317 הסטנדרטית דרך סיר R6 המחובר לסיכת ADJ של LM317.

עם זאת, תצורת המגבר המגולמת כלולה באופן ספציפי כך שתוכל להתאים את שימושי כוונון זרם גבוה בקנה מידה מלא שנע בין מינימום לשליטה מקסימלית של 5 אמפר.

ניתן להגדיל עוד יותר את תנופת הזרם הגבוהה של 5 אמפר הזמינה מתכנון זה ל -10 אמפר על ידי שדרוג הטרנזיסטור MJ4502 PNP חיצוני.

סיכת הקלט ההפוכה מס '2 של מגבר ה- op משמשת כקלט התייחסות אשר נקבע על ידי הסיר R2. הקלט האחר שאינו הפוך משמש כחיישן הנוכחי. המתח שפותח על פני R6 דרך הנגד המגביל הנוכחי R3 מושווה להתייחסות R2 המאפשרת לפלט של מגבר ה- OP להיות נמוך ברגע שעובר את הזרם המוגדר המרבי.

התפוקה הנמוכה ממגבר ה- OP מניעה את סיכת ה- ADJ של ה- LM317 מכבה אותו וגם את אספקת הפלט, אשר בתורו מפחיתה במהירות את זרם הפלט ומחזירה את פעולת ה- LM317. פעולת הפעלה / כיבוי רציפה מבטיחה שהזרם לעולם אינו מורשה להגיע מעל לסף שנקבע המותאם על ידי R2.

ניתן לשנות את רמת הזרם המקסימלית גם על ידי כוונון הערך של נגד הגבול הנוכחי R3.