El popular regulador de voltatge LM317 IC està dissenyat per oferir no més de 1,5 amperes, però, afegint un transistor d’augment de corrent forabord al circuit, és possible actualitzar el circuit regulador per manejar corrents molt més elevats i fins als nivells desitjats.
És possible que ja us hagueu trobat amb el Circuit regulador de tensió fixa 78XX que s’actualitzen per manejar corrents més elevats afegint-hi un transistor de potència forabord, l’IC LM317 no és una excepció i es pot aplicar el mateix per a aquest versàtil circuit regulador de tensió variable per tal d’actualitzar les seves especificacions per manejar quantitats massives de corrent.
El circuit estàndard LM317
La següent imatge mostra estàndard Circuit regulador de voltatge variable IC LM317 , utilitzant un mínim de components en forma d’una única resistència fixa i un pot de 10K.
Aquesta configuració se suposa que ofereix un rang variable de zero a 24V amb una alimentació d’entrada de 30V. Tanmateix, si tenim en compte el rang actual, no supera els 1,5 amperis independentment del corrent de subministrament d’entrada, ja que el xip està equipat internament per permetre només fins a 1,5 amperes i inhibir tot allò que pugui exigir per sobre d’aquest límit.
El disseny mostrat anteriorment, limitat amb un corrent màxim d’1,5 amperis, es pot actualitzar amb un transistor PNP forabord per tal d’augmentar el corrent al mateix temps que el corrent de subministrament d’entrada, és a dir, un cop implementada aquesta actualització, el circuit anterior conservarà la seva regulació de voltatge variable La funció serà capaç d’oferir el corrent d’entrada de subministrament complet a la càrrega, passant per alt la funció de limitació de corrent interna de l’IC.
Càlcul de la tensió de sortida
Per calcular la tensió de sortida d'un circuit d'alimentació LM317 es podria utilitzar la següent fórmula
VO= VREF(1 + R2 / R1) + (IADJ× R2)
on és = VREF = 1.25
L'ADJ actual es pot ignorar, ja que sol ser al voltant de 50 µA i, per tant, massa insignificant.
Addició d’un reforç Mosfet Outboard
Aquesta actualització d’impuls actual es pot implementar afegint un transistor PNP forabord que pot tenir la forma d’un mosfet de potència BJT o un canal P, com es mostra a continuació, aquí fem servir un mosfet que manté les coses compactes i permetem una actualització actual enorme a la especificacions.
En el disseny anterior, Rx es fa responsable de proporcionar el disparador de la porta per al mosfet perquè pugui realitzar tàndem amb l'IC LM317 i reforçar el dispositiu amb la quantitat addicional de corrent especificada pel subministrament d'entrada.
Inicialment, quan s’alimenta l’entrada d’alimentació del circuit, la càrrega connectada que es podria classificar a molt més d’1,5 amperes intenta adquirir aquest corrent a través de l’IC LM317 i, en el procés, es desenvolupa una quantitat proporcional de voltatge negatiu a través de RX, provocant la mosfet per respondre i activar.
Tan bon punt s’activa el mosfet, tota la font d’entrada tendeix a fluir a través de la càrrega amb el corrent sobrant, però, atès que la tensió també comença a augmentar més enllà de la configuració del pot LM317, fa que el LM317 es polaritzi inversament.
Aquesta acció de moment apaga el LM317 que al seu torn apaga la tensió a través de Rx i l'alimentació de la porta del mosfet.
Per tant, el mosfet també tendeix a apagar-se per l'instant fins que el cicle es perpetua una altra vegada, permetent que el procés es mantingui infinitament amb la regulació de voltatge prevista i les especificacions de corrent elevat.
Càlcul de la resistència de la porta Mosfet
Rx es pot calcular tal com s’indica a:
Rx = 10 / 1A,
on 10 és la tensió de desencadenament òptima del mosfet i 1 amp és el corrent òptim a través del CI abans que Rx desenvolupi aquesta tensió.
Per tant, Rx podria ser una resistència de 10 ohms, amb una potència nominal de 10 x 1 = 10 watts
Si s’utilitza un BJT de potència, la figura 10 es pot substituir per 0,7 V.
Tot i que l’aplicació d’augmentació actual anterior que utilitza el mosfet sembla interessant, té un greu inconvenient, ja que la característica elimina completament l’IC de la seva funció limitant actual, cosa que pot provocar que el mosfet es cremi o es cremi en cas que la sortida sigui curta. circuitada.
Per contrarestar aquesta vulnerabilitat de sobrecorrent o curtcircuit, es pot introduir una altra resistència en forma de Ry amb el terminal font del mosfet tal com s’indica al diagrama següent.
Es suposa que la resistència Ry desenvolupa un contra-voltatge a través d’ell mateix cada vegada que el corrent de sortida supera un límit màxim donat, de manera que el contra-voltatge a la font del mosfet inhibeix la tensió d’activació de la porta del mosfet forçant un tancament complet del mosfet. , i evitant així que el mosfet es cremi.
Aquesta modificació sembla bastant senzilla, tot i que calcular Ry pot resultar poc confús i no vull investigar-la més profundament, ja que tinc una idea més decent i fiable que també es pot esperar per executar un control de corrent complet per al transistor LM317 boost fora bord circuit d'aplicació.
Utilitzar un BJT per al control actual
A continuació es pot veure el disseny per dotar el disseny anterior d’un corrent d’alimentació i també de protecció contra el curtcircuit i la sobrecàrrega:
Només cal un parell de resistències i un BC547 BJT per inserir el desitjat protecció contra el curtcircuit al circuit d’augment de corrent modificat per al LM317 IC.
Ara calcular Ry es fa extremadament fàcil i es pot avaluar amb la fórmula següent:
Ry = 0,7 / límit actual.
Aquí, 0,7 és el voltatge de desencadenament del BC547 i el 'límit de corrent' és el corrent màxim vàlid que es pot especificar per a una operació segura del mosfet, diguem que aquest límit s'especifica com a 10amps, llavors Ry es pot calcular com:
Ry = 0,7 / 10 = 0,07 ohms.
watts = 0,7 x 10 = 7 watts.
Així que ara, sempre que el corrent tendeix a creuar el límit anterior, el BC547 condueix, posant a terra el pin ADJ del CI i apagant el Vout per al LM317.
Ús de BJT per a l’augment actual
Si no esteu massa interessats a utilitzar el mosfet, en aquest cas probablement podríeu aplicar BJT per augmentar el corrent requerit, tal com es mostra al diagrama següent:
Cortesia: Texas Instruments
Regulador de corrent alt voltatge / corrent LM317
El següent circuit mostra una font d’alimentació d’alta intensitat basada en LM317 altament regulada, que proporcionarà un corrent de sortida superior a 5 amperes i una tensió variable d’1,2 V a 30 V.
A la figura anterior podem veure que la regulació del voltatge s’implementa en la configuració estàndard LM317 mitjançant un pot R6 que està connectat amb el pin ADJ del LM317.
Tanmateix, la configuració d'amplificador operacional s'inclou específicament per oferir l'ajust d'un corrent alt a escala completa que va des del control mínim fins al màxim de 5 Amp.
L'augment de corrent de 5 amperis disponible en aquest disseny es pot augmentar fins a 10 amperis mitjançant l'actualització adequada del transistor forabord PNJ MJ4502.
El pin d'entrada d'inversió núm. 2 de l'amplificador operatiu s'utilitza com a entrada de referència que estableix el pot R2. L’altra entrada no inversora s’utilitza com a sensor de corrent. La tensió desenvolupada a través de R6 a través de la resistència limitadora de corrent R3 es compara amb la referència R2, que permet que la sortida de l'amplificador operacional sigui baixa tan aviat com es superi el corrent màxim establert.
La baixa sortida de l'amplificador operatiu fa que el pin ADJ del LM317 s'apagui i també el subministrament de sortida, que al seu torn redueix ràpidament el corrent de sortida i restaura el funcionament del LM317. L'operació ON / OFF contínua garanteix que el corrent mai no pugui superar el llindar ajustat per R2.
El nivell de corrent màxim també es pot modificar ajustant el valor de la resistència límit de corrent R3.
Anterior: Circuit de temporitzador de làmpada de bany amb timbre A continuació: què és la resistència interna de la bateria
