LM317 с външна верига за усилване на тока

Популярният LM317 регулатор на напрежение IC е проектиран да доставя не повече от 1,5 ампера, но чрез добавяне на транзистор за усилване на извънбордов ток към веригата става възможно да се надстрои веригата на регулатора, за да се справят с много по-високи токове и до желаните нива.

Може би вече сте попадали на 78XX фиксирана верига на регулатора на напрежението които са модернизирани, за да се справят с по-високи токове чрез добавяне на извънбордов силов транзистор към него, IC LM317 не е изключение и същото може да се приложи и за тази универсална верига с променлив регулатор на напрежение, за да се подобрят неговите спецификации за работа с големи количества ток.

Стандартната верига LM317

Следващото изображение показва стандарт IC LM317 верига на променлив регулатор на напрежение , като се използва минимум компоненти под формата на един неподвижен резистор и 10K пот.

Тази настройка трябва да предлага променлив диапазон от нула до 24V с входно захранване от 30V. Въпреки това, ако вземем предвид текущия диапазон, той не е повече от 1,5 ампера, независимо от входния захранващ ток, тъй като чипът е вътрешно оборудван, за да позволява само до 1,5 ампера и да инхибира всичко, което може да изисква над тази граница.

Показаният по-горе дизайн, който е ограничен с максимален ток от 1,5 ампера, може да бъде надграден с извънбордов PNP транзистор, за да се увеличи токът наравно с входния захранващ ток, което означава, че след като се осъществи това надстройване, горната схема ще запази променливото си регулиране на напрежението все още ще може да предложи пълния захранващ входящ ток към товара, заобикаляйки вътрешната функция за ограничаване на тока на IC.

Изчисляване на изходното напрежение

За изчисляване на изходното напрежение на захранваща верига LM317 може да се използва следната формула

VИЛИ= VРЕФ(1 + R2 / R1) + (IADJ× R2)

където е = VРЕФ = 1,25

Настоящият ADJ може действително да бъде игнориран, тъй като обикновено е около 50 µA и следователно е твърде незначителен.

Добавяне на извънбордов усилвател на Mosfet

Това актуализиране на текущото усилване може да се осъществи чрез добавяне на извънбордов PNP транзистор, който може да бъде под формата на захранващ BJT или P-канален MOSFET, както е показано по-долу, тук използваме MOSFET, който поддържа нещата компактни и позволява огромно текущо надграждане в спецификации.

В горния дизайн Rx става отговорен за осигуряването на спусъка на порта за MOSFET, така че да може да проведе в тандем с LM317 IC и да подсили устройството с допълнително количество ток, както е посочено от входното захранване.

Първоначално, когато входящата мощност се подава към веригата, свързаният товар, който може да бъде оценен на много по-висок от 1,5 ампера, се опитва да получи този ток чрез LM317 IC и в процеса се развива пропорционално количество отрицателно напрежение в RX, което води до MOSFET да отговори и да се включи.

Веднага щом се задейства MOSFET, цялото захранване има тенденция да тече през товара с излишния ток, но тъй като напрежението също започва да се увеличава извън настройката на пота LM317, кара LM317 да се обърне обратно.

Това действие за момента изключва LM317, което от своя страна изключва напрежението в Rx и захранването на порта за MOSFET.

Следователно MOSFET също има тенденция да се изключва за миг, докато цикълът продължава, но отново позволява на процеса да продължи безкрайно с предвиденото регулиране на напрежението и високите характеристики на тока.

Изчисляване на Mosfet Gate Resistor

Rx може да се изчисли, както е дадено под:

Rx = 10 / 1A,

където 10 е оптималното напрежение за задействане на MOSFET, а 1 ампер е оптималният ток през IC, преди Rx да развие това напрежение.

Следователно Rx може да бъде 10 омов резистор, с мощност 10 x 1 = 10 вата

Ако се използва мощност BJT, цифрата 10 може да бъде заменена с 0.7V

Въпреки че горното приложение за текущо усилване, използващо MOSFET, изглежда интересно, то има сериозен недостатък, тъй като функцията напълно отстранява интегралната схема от текущата ограничаваща функция, което може да доведе до издухване или изгаряне на MOSFET в случай, че изходът е кратък циркулира.

За да се противодейства на тази уязвимост при претоварване или късо съединение, може да се въведе друг резистор под формата на Ry с изходния терминал на MOSFET, както е показано на следващата диаграма.

Резисторът Ry трябва да развие противоположно напрежение върху себе си, когато изходният ток е надвишен над дадена максимална граница, така че противонапрежението на източника на MOSFET да инхибира задействащото напрежение на портата на MOSFET, принуждавайки пълно изключване на MOSFET и по този начин предотвратява изгарянето на MOSFET.

Тази модификация изглежда доста проста, но изчисляването на Ry може да бъде малко объркващо и не искам да го разследвам по-задълбочено, тъй като имам по-прилична и надеждна идея, която може да се очаква и да изпълни пълен текущ контрол за обсъждания LM317 усилващ транзистор LM317 схема на приложение.

Използване на BJT за текущ контрол

Дизайнът за изработване на горепосочения дизайн, оборудван с усилващ ток, а също и защита от късо съединение и претоварване, може да се види по-долу:

Няколко резистора и BC547 BJT са всичко, което може да е необходимо за вмъкване на желаното защита от късо съединение на модифицираната верига за усилване на тока за LM317 IC.

Сега изчисляването на Ry става изключително лесно и може да бъде оценено със следната формула:

Ry = 0,7 / текуща граница.

Тук 0,7 е задействащото напрежение на BC547, а „ограничението на тока“ е максималният валиден ток, който може да бъде определен за безопасна работа на MOSFET, да кажем, че това ограничение е определено да бъде 10 ампера, тогава Ry може да бъде изчислено като:

Ry = 0,7 / 10 = 0,07 ома.

ватове = 0,7 х 10 = 7 вата.

Така че сега, когато токът има тенденция да премине горната граница, BC547 провежда, заземява щифта ADJ на интегралната схема и изключва Vout за LM317

Използване на BJT за текущия тласък

Ако не искате да използвате MOSFET, вероятно бихте могли да приложите BJT за необходимото усилване на тока, както е показано на следната диаграма:

Учтивост: Texas Instruments

Регулируемо напрежение / ток LM317 Регулатор на силен ток

Следващата схема показва силно регулирано LM317 захранване с висок ток, което ще осигури изходен ток от над 5 ампера и променливо напрежение от 1,2 V до 30 V.

На фигурата по-горе можем да видим, че регулирането на напрежението е изпълнено в стандартната конфигурация LM317 чрез R6 пот, който е свързан с ADJ щифта на LM317.

Конфигурацията на операционния усилвател обаче е специално включена, за да предостави полезното пълномащабно регулиране на висок ток, вариращо от минималния до максималния 5 Amp контрол.

Наличният от този дизайн усилвател с 5 ампера може да бъде допълнително увеличен до 10 ампера чрез подходящо надстройване на извънбордовия транзистор MJ4502 PNP.

Инвертиращият входен пин # 2 на операционния усилвател се използва като референтен вход, който се задава от пота R2. Другият неинвертиращ вход се използва като текущ сензор. Напрежението, развито през R6 през резистора за ограничител на тока R3, се сравнява с референтния R2, ​​което позволява изходът на операционния усилвател да стане нисък, веднага щом максималният зададен ток бъде надвишен.

Ниският изход от операционния усилвател основава ADJ щифта на LM317 да го изключи, а също и изходното захранване, което от своя страна бързо намалява изходния ток и възстановява работещия LM317. Непрекъснатото включване / изключване гарантира, че токът никога не може да достигне над зададения праг, настроен от R2.

Максималното ниво на тока може също да бъде променено чрез коригиране на стойността на токовия резистор R3.