LM317 Strømforsyning med variabel brytermodus (SMPS)

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





Så langt på dette nettstedet har vi studert LM317-baserte lineære strømforsyningskretser, her vil vi lære hvordan en LM317 kan utføres som en variabel brytermoduseffekt eller SMPS med nulltap.

LM317 som lineær regulator

Vi vet alle at en LM317 IC er internt designet for å fungere som en lineær spenningsregulator IC, som har en alvorlig ulempe med strømforsyning gjennom oppvarming. Dessuten krever slik topologi også at inngangen skal være minimum 3V høyere enn ønsket utgang, og tilfører ytterligere begrensninger til den gitte regulatorkonfigurasjonen.



Her diskuterer vi hvordan den samme IC enkelt kan implementeres som en 0-40V variabel strømforsyning ved å bruke SMPS-topologi og dermed eliminere tapene nevnt i avsnittet ovenfor.

Endring av LM317-krets til en PWM-bryterregulatorkrets

Den LM317 variable SMPS-kretsen som er forklart her, konverterer enkelt en vanlig LM317 IC til en induktorbasert bryterregulator strømforsyning motstykke, som vist i følgende diagram:



Kretsdiagram

Med henvisning til det viste diagrammet ovenfor kan vi se at LM317 er konfigurert som vanlig variabel regulator modus, men med noen ekstra deler i form av R6, C3 og D1.

Vi kan også se en induktor festet med D1 og en tilhørende kraft BJT Q1.

Hvordan det fungerer

Her utfører LM317 IC to oppgaver sammen. Det varierer utgangsspenningen gjennom den angitte potten R4, og får igjen en PWM til å starte for basen til Q1.

I utgangspunktet forvandler introduksjonen av R6 / C3 LM317-regulatorkretsen til en høyfrekvent oscillatorkrets, og tvinger utgangen fra LM317 til å slå seg av / på raskt med en varierende PWM, som er avhengig av innstillingen av R4.

BJT Q1 sammen med induktoren L1 og D1 danner en standard kretsløpskonverteringskrets som styres av den ovenfor forklarte PWM generert av LM317-kretsen.

Dette antyder at mens potten R4 er variert, varierer også spenningspulsbredden utviklet over R1 proporsjonalt og får Q1 til å bytte L1 i samsvar med de forskjellige PWM-ene.

Høyere pulsbredder gjør at induktoren kan produsere høyere spenninger og omvendt.

Kondensator C4 sørger for at svingende utgang fra L1 ved utgangen er tilstrekkelig glattet og eliminert, dette forbedrer følgelig ringstrømmen til en stabil likestrøm.

I den foreslåtte LM317-strømforsyningskretsen for brytermodus, siden IC LM317 ikke er direkte involvert i håndteringen av laststrømmen, er den begrenset fra å spre strøm, og sikrer dermed en effektiv regulering av den høye inngangsspenningen til de ønskede lave utgangsspenningsnivåene.

Designet tillater også brukeren å oppgradere kretsen til en SMPS-krets med høy strøm ved å endre Q1, L1, D1-klassifiseringen i henhold til de nødvendige spesifikasjonene for utgangsstrøm.

L1 kan bygges ved å vikle bifilar emaljert kobbertråd over hvilken som helst egnet ferrittkjerne.

Selv om denne LM317 SMPS-kretsen lover et nesten null tap, må Q1 monteres på en kjøleribbe, og det kan forventes en viss spredning fra den.

Interessant tilbakemelding fra en av de ivrige leserne:

MR. Swagatam:

Jeg er pensjonert EE, men har fortsatt interesse for ulike områder. Det skjedde å komme over nettstedet ditt da jeg undersøkte strømforsyninger ved hjelp av LM317.

Så den interessante brytermodusens strømforsyningsskjema ved hjelp av LM317.

Som det viser seg, vises den nøyaktige kretsen i 1978 National Semiconductor Voltage Regulator Handbook, med ytterligere verbiage for å forklare oppførselen.

Imidlertid fant jeg det enda mer nyttig å simulere kretsen ved hjelp av LTSpiceVII (som er gratis å laste ned og bruke) for å få et bedre inntrykk av hvordan kretsen fungerer med komponentverdien endres.

Uansett bestemte jeg meg for å skanne de to sidene fra 1978-håndboken og sende e-post til deg i tilfelle du bryr deg om å legge dem ut med skjemaet for andre som kan være interessert i litt mer detaljer.

Hilsen,

Denton Conrad

Raleigh, NC




Forrige: Hvordan lage LED-forurensningsmålerkrets med Arduino Neste: Enkelt LM317-basert MPPT Simulator Circuit