LM317 z izvenkrmnim vezjem toka

Priljubljeni regulator napetosti LM317 IC je zasnovan tako, da oddaja največ 1,5 ampera, vendar z dodajanjem tranzistorja za povečanje toka zunanjega toka v vezje postane mogoče nadgraditi regulacijsko vezje tako, da obvladuje veliko večje tokove in do želenih ravni.

Morda ste že naleteli na 78XX fiksno napetostno vezje regulatorja IC LM317, ki so nadgrajeni za prenašanje višjih tokov z dodajanjem zunanjega močnostnega tranzistorja, ni nobena izjema in enako lahko uporabimo za to vsestransko vezje s spremenljivo napetostjo, da nadgradimo njegove specifikacije za obdelavo velikih količin toka.

Standardno vezje LM317

Naslednja slika prikazuje standard IC LM317 vezje spremenljive napetosti regulatorja , z uporabo najmanjšega števila komponent v obliki enega fiksnega upora in 10K lonca.

Ta nastavitev naj bi ponujala spremenljiv obseg od nič do 24V z vhodno napajalno napetostjo 30V. Če pa upoštevamo trenutno območje, to ne presega 1,5 ampera, ne glede na vhodni napajalni tok, saj je čip notranje opremljen tako, da omogoča le do 1,5 ampera in preprečuje vse, kar bi lahko zahtevalo nad to mejo.

Zgornjo prikazano zasnovo, ki je omejena z maksimalnim tokom 1,5 amp, je mogoče nadgraditi z zunanjim tranzistorjem PNP, da se poveča tok enakovreden vhodnemu napajalnemu toku, kar pomeni, da bo po izvedbi te nadgradnje zgornje vezje ohranilo spremenljivo regulacijo napetosti. funkcija pa bo lahko obremenitvi ponudila celoten vhodni vhodni tok, pri čemer bo zaobšla notranjo funkcijo omejevanja toka IC.

Izračun izhodne napetosti

Za izračun izhodne napetosti napajalnega vezja LM317 lahko uporabimo naslednjo formulo

VALI= VREF(1 + R2 / R1) + (IPRID× R2)

kjer je = VREF = 1,25

Trenutnega ADJ lahko dejansko prezrete, saj je običajno približno 50 µA in je zato zanemarljiv.

Dodajanje izvenkrmnega ojačevalnika Mosfet

To trenutno nadgradnjo je mogoče izvesti z dodajanjem izvenkrmnega tranzistorja PNP, ki je lahko v obliki močnostnega BJT ali P-kanalnega MOSFET-a, kot je prikazano spodaj. Tu uporabljamo MOSFET, ki ohranja stvari kompaktne in omogoča veliko trenutno nadgradnjo očala.

V zgornji zasnovi je Rx odgovoren za zagotavljanje sprožilca vrat za MOSFET, tako da lahko vodi v tandemu z LM317 IC in ojača napravo z dodatno količino toka, kot je določeno z vhodnim napajanjem.

Sprva, ko se vhodna moč v vezje napaja, priključena obremenitev, ki bi jo bilo mogoče oceniti na veliko več kot 1,5 ampera, poskuša pridobiti ta tok prek LM317 IC, pri čemer se v celotnem RX razvije sorazmerna količina negativne napetosti, kar povzroči mosfet, da se odzove in vklopi.

Takoj, ko se sproži mosfet, celotna dovodna napetost teče čez obremenitev s presežnim tokom, toda ker se napetost začne povečevati tudi nad nastavitvijo lonca LM317, povzroči, da LM317 postane obrnjen.

Ta trenutek izklopi LM317, ki nato izklopi napetost na Rx in napajanje vrat za MOSFET.

Zato se tudi mosfet ponavadi izklopi za trenutek, dokler se cikel ne ohrani in spet omogoča, da se postopek neskončno vzdržuje z načrtovano regulacijo napetosti in visokimi trenutnimi specifikacijami.

Izračun mosfetnega upornega upora

Rx se lahko izračuna, kot je navedeno pod:

Rx = 10 / 1A,

kjer je 10 optimalna prožilna napetost mosfet-a, 1 amp pa optimalen tok skozi IC, preden Rx razvije to napetost.

Zato bi lahko bil Rx 10-omski upor z močjo 10 x 1 = 10 vatov

Če uporabimo napajalnik BJT, lahko številko 10 zamenjamo z 0,7 V

Čeprav je zgornja trenutna spodbujevalna aplikacija z uporabo mosfet-a videti zanimiva, ima resno pomanjkljivost, saj funkcija popolnoma odstrani IC od trenutne omejevalne funkcije, kar lahko povzroči, da se mosfet razpiha ali opeče, če je izhod kratek krožno.

Da bi preprečili to prenapetostno ali kratkostično ranljivost, lahko z izvornim terminalom MOSFET-a vstavimo še en upor v obliki Ry, kot je prikazano na naslednjem diagramu.

Upor Ry naj bi razvil protitančno napetost na sebi, kadar koli je izhodni tok presežen nad določeno najvišjo mejo, tako da nasprotna napetost na izvoru MOSFET-a zavira napetost proženja MOSFET-a na vratih, zaradi česar se MOSFET popolnoma izklopi. in s tem preprečuje, da bi se MOSFET opekel.

Ta sprememba je videti precej preprosta, vendar bi bilo izračunavanje Rya lahko malo zmedeno in je ne bi želel podrobneje preučevati, ker imam bolj spodobno in zanesljivo idejo, od katere lahko pričakujemo tudi popoln trenutni nadzor obravnavanega LM317 tranzistorja za povečanje izvenkrmnega motorja aplikacijsko vezje.

Uporaba BJT za nadzor toka

Načrt za izdelavo zgornje zasnove, opremljene s polnilnim tokom in zaščito pred kratkim stikom in preobremenitvijo, si lahko ogledate spodaj:

Nekaj ​​uporov in BC547 BJT je vse, kar je potrebno za vstavljanje želenega zaščita pred kratkim stikom na spremenjeni tokovni ojačevalni tokokrog za LM317 IC.

Zdaj izračunavanje Ry postane izredno enostavno in ga lahko ovrednotimo z naslednjo formulo:

Ry = 0,7 / trenutna meja.

Tu je 0,7 sprožilna napetost BC547, 'trenutna meja' pa največji veljavni tok, ki je lahko določen za varno delovanje MOSFET-a, recimo, da je ta omejitev določena na 10 amperov, potem lahko Ry izračunamo kot:

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

vati = 0,7 x 10 = 7 vatov.

Torej, kadar koli tok teži k preseganju zgornje meje, BC547 izvede, ozemlji ADJ pin IC in izklopi Vout za LM317

Uporaba BJT-jev za trenutno povečanje

Če niste preveč navdušeni nad uporabo mosfet-a, bi v tem primeru verjetno lahko uporabili BJT za zahtevano povečanje toka, kot je prikazano na naslednjem diagramu:

Vljudnost: Texas Instruments

Nastavljiv regulator napetosti / toka LM317

Naslednje vezje prikazuje visoko regulirano visokotokovno napajanje na osnovi LM317, ki bo zagotavljalo izhodni tok nad 5 amperov in spremenljivo napetost od 1,2 V do 30 V.

Na zgornji sliki lahko vidimo, da je regulacija napetosti izvedena v standardni konfiguraciji LM317 prek lonca R6, ki je povezan z zatičem ADJ na LM317.

Vendar je konfiguracija opcijskega ojačevalnika posebej vključena, da vsebuje uporabno celovito prilagoditev visokega toka, ki sega od najmanjšega do največjega 5 Amp nadzora.

5-amp visoko ojačitev toka, ki je na voljo v tej izvedbi, lahko z ustrezno nadgradnjo zunanjega tranzistorja MJ4502 PNP še povečate na 10 amperov.

Invertirni vhodni zatič št. 2 opcijskega ojačevalnika se uporablja kot referenčni vhod, ki ga nastavi pot R2. Drugi neinvertirni vhod se uporablja kot trenutni senzor. Napetost, razvita na R6 skozi upor omejevalnika toka R3, se primerja z referenco R2, ki omogoča, da izhod opcijskega ojačevalnika postane nizek, takoj ko je presežen največji nastavljeni tok.

Nizka izhodna moč opcijskega ojačevalnika utemeljuje zatič ADJ na LM317, ki ga izklopi, in tudi izhodno napajanje, kar nato hitro zmanjša izhodni tok in obnovi LM317. Neprekinjeno vklop / izklop zagotavlja, da tok nikoli ne sme preseči nastavljenega praga, nastavljenega z R2.

Najvišjo stopnjo toka je mogoče spremeniti tudi s spreminjanjem vrednosti tokovnega omejevalnega upora R3.