LM317 cu circuit extins de intensitate a curentului

Popularul regulator de tensiune LM317 IC este conceput pentru a furniza nu mai mult de 1,5 amperi, cu toate acestea prin adăugarea unui tranzistor de creștere a curentului exterior la circuit devine posibilă actualizarea circuitului regulatorului pentru a gestiona curenți mult mai mari și până la nivelurile dorite.

S-ar putea să fi dat deja peste Circuit regulator de tensiune fixă ​​78XX care sunt actualizate pentru a gestiona curenți mai mari prin adăugarea unui tranzistor de putere extern, IC LM317 nu face excepție și același lucru poate fi aplicat și pentru acest circuit versatil de regulator de tensiune variabilă pentru a-și actualiza specificațiile pentru a gestiona cantități masive de curent.

Circuitul standard LM317

Următoarea imagine arată standard Circuitul regulatorului de tensiune variabilă IC LM317 , folosind un minim de componente sub forma unui singur rezistor fix și o oală de 10K.

Această configurare ar trebui să ofere o gamă variabilă de la zero la 24V cu o sursă de intrare de 30V. Totuși, dacă luăm în considerare intervalul de curent, acesta nu depășește 1,5 amperi, indiferent de curentul de alimentare de intrare, deoarece cipul este echipat intern pentru a permite doar până la 1,5 amperi și pentru a inhiba orice ar putea solicita peste această limită.

Designul prezentat mai sus, care este limitat cu un curent maxim de 1,5 amperi, poate fi actualizat cu un tranzistor PNP forboard pentru a crește curentul la egalitate cu curentul de alimentare de intrare, ceea ce înseamnă că odată implementat acest upgrade, circuitul de mai sus își va păstra regulamentul de tensiune variabilă caracteristica va fi în continuare capabilă să ofere curentul de intrare de alimentare complet la sarcină, ocolind caracteristica internă de limitare a curentului IC.

Calculul tensiunii de ieșire

Pentru calcularea tensiunii de ieșire a unui circuit de alimentare LM317 ar putea fi utilizată următoarea formulă

VSAU= VREF(1 + R2 / R1) + (IADJ× R2)

unde este = VREF = 1,25

Actualul ADJ poate fi de fapt ignorat, deoarece este de obicei în jur de 50 µA și, prin urmare, este prea neglijabil.

Adăugarea unui Booster Mosfet Outboard

Această actualizare actuală de creștere poate fi implementată prin adăugarea unui tranzistor PNP exterior care poate fi sub forma unui BJT de putere sau a unui MOSFET cu canal P, așa cum se arată mai jos, aici folosim un MOSFET care păstrează lucrurile compacte și permite o actualizare imensă actuală în specificații.

În designul de mai sus, Rx devine responsabil pentru furnizarea declanșatorului de poartă pentru mosfet, astfel încât să poată conduce în tandem cu IC LM317 și să consolideze dispozitivul cu cantitatea suplimentară de curent specificată de sursa de intrare.

Inițial când alimentarea cu energie este alimentată în circuit, sarcina conectată care ar putea fi evaluată la mult mai mare de 1,5 amperi încearcă să dobândească acest curent prin intermediul LM317 IC și, în acest proces, se dezvoltă o cantitate proporțională de tensiune negativă în RX, provocând MOSFET să răspundă și să pornească.

De îndată ce Mosfet este declanșat, întreaga sursă de intrare tinde să curgă peste sarcină cu surplusul de curent, dar din moment ce tensiunea începe să crească dincolo de setarea potului LM317, determină LM317 să fie polarizat invers.

Această acțiune pentru moment oprește LM317 care, la rândul său, oprește tensiunea pe Rx și alimentarea porții pentru mosfet.

Prin urmare, mosfet-ul tinde să se oprească pentru moment, până când ciclul se perpetuează, permițând din nou procesul să se mențină infinit cu reglajul de tensiune și specificațiile de curent ridicat.

Calcularea rezistenței Mosfet Gate

Rx poate fi calculat după cum se indică la:

Rx = 10 / 1A,

unde 10 este tensiunea optimă de declanșare a mosfetului și 1 amp este curentul optim prin IC înainte ca Rx să dezvolte această tensiune.

Prin urmare, Rx ar putea fi un rezistor de 10 ohmi, cu o putere nominală de 10 x 1 = 10 wați

Dacă se folosește un BJT de putere, figura 10 poate fi înlocuită cu 0,7V

Deși aplicația de creștere actuală de mai sus, care utilizează mosfet, pare interesantă, are un dezavantaj serios, deoarece caracteristica elimină complet IC-ul de caracteristica sa de limitare curentă, ceea ce poate provoca arderea sau arderea mosfetului în cazul în care ieșirea este scurtă circuitat.

Pentru a contracara această vulnerabilitate la supracurent sau la scurtcircuit, poate fi introdus un alt rezistor sub forma Ry cu terminalul sursă al mosfetului așa cum este indicat în următoarea diagramă.

Rezistorul Ry ar trebui să dezvolte o contra tensiune în sine de fiecare dată când curentul de ieșire este depășit peste o anumită limită maximă, astfel încât contra tensiunea la sursa mosfetului inhibă tensiunea de declanșare a porții mosfetului forțând o oprire completă pentru mosfet. , prevenind astfel arderea mosfetului.

Această modificare pare destul de simplă, cu toate acestea, calcularea Ry ar putea fi puțin confuză și nu doresc să o investighez mai profund, deoarece am o idee mai decentă și mai fiabilă, care poate fi, de asemenea, de așteptat să execute un control complet de curent pentru tranzistorul LM317 amplificat circuit de aplicare.

Utilizarea unui BJT pentru controlul curentului

Proiectarea pentru realizarea designului de mai sus echipat cu un curent de impuls și, de asemenea, un scurtcircuit și protecție la suprasarcină poate fi văzută mai jos:

Câteva rezistențe și un BC547 BJT sunt tot ceea ce poate fi necesar pentru introducerea doritului protecție la scurtcircuit la circuitul de creștere a curentului modificat pentru IC LM317.

Acum calcularea Ry devine extrem de ușoară și poate fi evaluată cu următoarea formulă:

Ry = 0,7 / limita curentă.

Aici, 0,7 este tensiunea de declanșare a BC547 și „limita de curent” este curentul maxim valid care poate fi specificat pentru o funcționare sigură a mosfetului, să presupunem că această limită este specificată ca fiind de 10 amp, apoi Ry poate fi calculat ca:

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

wați = 0,7 x 10 = 7 wați.

Deci, acum, ori de câte ori curentul tinde să depășească limita de mai sus, BC547 conduce, împământând pinul ADJ al IC și oprind Vout pentru LM317.

Utilizarea BJT-urilor pentru impulsul curent

Dacă nu sunteți prea dornici să utilizați MOSFET, în acest caz, puteți aplica probabil BJT pentru creșterea necesară a curentului, așa cum se arată în următoarea diagramă:

Curtoazie: Texas Instruments

Tensiune / curent reglabil LM317 Regulator de curent mare

Următorul circuit prezintă o sursă de alimentare cu curent ridicat bazată pe LM317, care va asigura un curent de ieșire de peste 5 amperi și o tensiune variabilă de la 1,2 V la 30 V.

În figura de mai sus putem vedea că reglarea tensiunii este implementată în configurația standard LM317 prin potul R6 care este conectat cu pinul ADJ al LM317.

Cu toate acestea, configurația op amplificatorului este inclusă în mod specific pentru a oferi o reglare utilă a curentului mare la scară completă, variind de la controlul minim la maxim de 5 Amp.

Creșterea de 5 amperi a curentului mare disponibilă de la acest design poate fi mărită în continuare la 10 amperi prin actualizarea adecvată a tranzistorului extern MJ4502 PNP.

Pinul de intrare inversor # 2 al amplificatorului op este utilizat ca intrare de referință, care este setată de potul R2. Cealaltă intrare fără inversare este utilizată ca senzor de curent. Tensiunea dezvoltată pe R6 prin rezistorul limitatorului de curent R3 este comparată cu referința R2, care permite ieșirea amplificatorului operațional să devină scăzută de îndată ce curentul maxim setat este depășit.

Ieșirea redusă din amplificatorul de operare pune la punct pinul ADJ al LM317 oprindu-l și, de asemenea, sursa de ieșire, care la rândul său reduce rapid curentul de ieșire și restabilește funcționarea LM317. Operațiunea ON / OFF continuă asigură faptul că curentul nu este permis niciodată să ajungă peste pragul setat ajustat de R2.

Nivelul maxim de curent poate fi, de asemenea, modificat prin ajustarea valorii rezistenței limită de curent R3.