Doslej smo na tej spletni strani preučevali linearna napajalna vezja, ki temeljijo na LM317, tukaj bomo izvedeli, kako lahko LM317 izvedemo kot spremenljivo stikalno moč ali SMPS z ničelno izgubo.
LM317 kot linearni regulator
Vsi vemo, da je IC LM317 interno zasnovan tako, da deluje kot linearni regulator napetosti IC, ki ima resno pomanjkljivost pri odvajanju moči zaradi ogrevanja. Poleg tega takšna topologija zahteva tudi, da mora biti vhod najmanj 3V višji od želenega izhoda, kar dodaja dodatne omejitve dani konfiguraciji regulatorja.
Tu razpravljamo o tem, kako bi lahko isti IC preprosto uvedli kot 0-40V spremenljivo napajanje z uporabo topologije SMPS in s tem odpravo izgub, omenjenih v zgornjem odstavku.
Spreminjanje vezja LM317 v vezje stikalnega regulatorja PWM
Tukaj razloženo spremenljivo vezje SMPS LM317 pretvori navadno IC LM317 v analogno napajalno enoto preklopnega regulatorja, kot je prikazano na naslednjem diagramu:
Shema vezja
Sklicujoč se na zgornji prikazani diagram vidimo, da je LM317 nastavljen na običajni način spremenljivi regulator način, vendar z nekaterimi dodatnimi deli v obliki R6, C3 in D1.
Prav tako lahko vidimo induktor, pritrjen z D1 in pripadajočo močjo BJT Q1.
Kako deluje
Tu LM317 IC skupaj opravlja dve nalogi. Spreminja izhodno napetost skozi navedeni lonec R4 in posledično povzroči, da se PWM sproži za bazo Q1.
Uvedba R6 / C3 pretvori regulacijsko vezje LM317 v visokofrekvenčno vezje oscilatorja, zaradi česar se izhod LM317 hitro vklopi / izklopi z različnim PWM, kar je odvisno od nastavitve R4.
BJT Q1 skupaj z induktorjem L1 in D1 tvori standard vezje pretvornika ki ga nadzoruje zgoraj razloženi PWM, ki ga generira vezje LM317.
To pomeni, da medtem ko se lonec R4 spreminja, se širina napetostnega impulza, razvita na R1, prav tako sorazmerno spreminja, zaradi česar Q1 preklopi L1 v skladu z različnimi PWM.
Večje impulzne širine omogočajo induktorju, da proizvaja višje napetosti in obratno.
Kondenzator C4 poskrbi, da je nihajoča izhodna napetost L1 na izhodu ustrezno izravnana in odpravljena, kar posledično poveča valovalni tok v stabilen enosmerni tok.
V predlaganem napajalnem vezju LM317 v stikalnem načinu, ker IC LM317 ni neposredno vpleten v upravljanje obremenitvenega toka, je omejen na odvajanje toka in tako zagotavlja učinkovito regulacijo visoke vhodne napetosti v želene nizke ravni izhodne napetosti.
Zasnova uporabniku omogoča tudi nadgradnjo vezja v visokotokovno vezje SMPS preprosto s spreminjanjem ocene Q1, L1, D1 v skladu z zahtevanimi specifikacijami izhodnega toka.
L1 je mogoče zgraditi z navijanjem dvofilarne emajlirane bakrene žice na katero koli primerno feritno jedro.
Čeprav to vezje LM317 SMPS obljublja skoraj ničelno izgubo, je treba Q1 namestiti na hladilnik in od njega lahko pričakujemo določeno stopnjo odvajanja.
Zanimiva povratna informacija enega od navdušenih bralcev:
Gospod. Swagatam:
Sem upokojeni EE, vendar me še vedno zanimajo različna področja. Naletelo je na vaše spletno mesto, ko sem raziskoval napajalnike z uporabo LM317.
Z LM317 sem videl zanimivo shemo napajanja v stikalnem načinu.
Izkazalo se je, da je natančno vezje prikazano v priročniku National Semiconductor Voltage Regulator iz leta 1978 z dodatnimi besedami, ki pojasnjujejo njegovo vedenje.
Vendar pa se mi je zdelo še bolj koristno simulirati vezje z uporabo LTSpiceVII (ki ga lahko brezplačno prenesete in uporabite), da dobite boljšo predstavo o tem, kako vezje deluje s spremembami vrednosti komponent.
Kakorkoli že, odločil sem se, da bom optično prebral dve strani iz Priročnika iz leta 1978 in vam poslal e-pošto, če jih želite objaviti s shemo za druge, ki jih zanima malo več podrobnosti.
S spoštovanjem,
Denton Conrad
Raleigh, NC
Prejšnja: Kako narediti vezje za merjenje onesnaženosti zraka z Arduino Naprej: Enojno vezje simulatorja MPPT na osnovi LM317
