LM317 perämoottorin virtapiirillä

Suosittu LM317-jännitesäätimen IC on suunniteltu tuottamaan enintään 1,5 ampeeria, mutta lisäämällä perämoottorin virranvahvistustransistori piiriin, on mahdollista päivittää säätöpiiri käsittelemään paljon suurempia virtoja ja aina haluttuihin tasoihin.

Olet ehkä jo törmännyt 78XX kiinteän jännitteen säätimen piiri jotka päivitetään käsittelemään suurempia virtoja lisäämällä siihen perämoottorin transistori, IC LM317 ei ole poikkeus, ja samaa voidaan soveltaa tähän monipuoliseen vaihtelevan jännitteen säätöpiiriin päivittääksesi tekniset tiedot valtavien virtamäärien käsittelemiseksi.

Standardi LM317-piiri

Seuraava kuva näyttää vakiona IC LM317 vaihtelevan jännitteen säätimen piiri , käyttäen vähimmäiskomponentteja yhden kiinteän vastuksen muodossa ja 10K-potin muodossa.

Tämän kokoonpanon on tarkoitus tarjota vaihteleva alue nollasta 24 V: iin 30 V: n syöttöjännitteellä. Jos kuitenkin otetaan huomioon nykyinen alue, se on enintään 1,5 ampeeria tulojännitteestä riippumatta, koska siru on sisäisesti varustettu sallimaan vain 1,5 ampeeria ja estämään kaiken, mikä saattaa olla vaativaa tämän rajan yläpuolella.

Edellä esitetty rakenne, joka on rajoitettu 1,5 ampeerin maksimivirralla, voidaan päivittää perämoottorin PNP-transistorilla virran lisäämiseksi parilla tulojännitteen kanssa, mikä tarkoittaa, että kun tämä päivitys on toteutettu, yllä oleva piiri säilyttää muuttuvan jännitteen säätönsä ominaisuus pystyy kuitenkin tarjoamaan täyden syöttövirran kuormalle ohittaen IC: n sisäisen virranrajoitustoiminnon.

Lähtöjännitteen laskeminen

LM317-tehonsyöttöpiirin lähtöjännitteen laskemiseksi voidaan käyttää seuraavaa kaavaa

VTAI= VVIITE(1 + R2 / R1) + (minäADJ× R2)

missä on = VVIITE = 1,25

Nykyinen ADJ voidaan tosiasiallisesti jättää huomiotta, koska se on yleensä noin 50 uA ja siksi liian vähäinen.

Perämoottorin Mosfet Boosterin lisääminen

Tämä nykyinen tehostepäivitys voidaan toteuttaa lisäämällä perämoottorin PNP-transistori, joka voi olla teho-BJT: n tai P-kanavan mosfetin muodossa, kuten alla on esitetty, tässä käytämme mosfetiä, joka pitää asiat pieninä ja sallimme valtavan nykyisen päivityksen tekniset tiedot.

Edellä olevassa suunnittelussa Rx on vastuussa porttiliipaisimen tarjoamisesta mosfetille, jotta se pystyy toimimaan yhdessä LM317 IC: n kanssa ja vahvistamaan laitetta ylimääräisellä virralla, kuten tulolähde määrittelee.

Aluksi, kun virransyöttö syötetään piiriin, kytketty kuorma, jonka mitoitus voi olla paljon suurempi kuin 1,5 ampeeria, yrittää hankkia tämän virran LM317 IC: n kautta, ja prosessissa kehitetään suhteellinen määrä negatiivista jännitettä RX: n kautta aiheuttaen MOSFET vastata ja kytkeä päälle.

Heti kun mosfet laukaistaan, koko syöttösyöttö pyrkii virtaamaan kuorman yli ylivirralla, mutta koska jännite alkaa kasvaa myös LM317-potin asetuksen ulkopuolella, LM317 saa käänteisesti esijännitetyn.

Tällä hetkellä tämä toiminto kytkee LM317: n pois päältä, mikä puolestaan ​​sammuttaa jännitteen Rx: n ja portin syöttö mosfetille.

Siksi myös mosfetillä on taipumus kytkeytyä pois päältä hetkeksi, kunnes sykli jatkuu jälleen, jolloin prosessi voi jatkua loputtomasti aiotulla jännitesäädöllä ja suurilla virtaspesifikaatioilla.

Lasketaan Mosfet Gate -vastus

Rx voidaan laskea seuraavasti:

Rx = 10 / 1A,

missä 10 on optimaalinen mosfetin laukaisujännite ja 1 ampeeri on optimaalinen virta IC: n läpi ennen kuin Rx kehittää tämän jännitteen.

Siksi Rx voi olla 10 ohmin vastus, jonka teholuokka on 10 x 1 = 10 wattia

Jos käytetään BJT-tehoa, kuva 10 voidaan korvata 0,7 V: lla

Vaikka yllä oleva mosfetiä käyttävä nykyinen boost-sovellus näyttää mielenkiintoiselta, sillä on vakava haittapuoli, koska ominaisuus poistaa kokonaan IC: n sen nykyisestä rajoittavasta ominaisuudesta, mikä voi aiheuttaa mosfetin räjähdyksen tai palamisen, jos lähtö on lyhyt ympärillä.

Tämän ylivirta- tai oikosulkuhaavoittuvuuden estämiseksi voidaan toinen vastus Ry: n muodossa viedä mosfetin lähdeliittimeen seuraavan kaavion mukaisesti.

Vastuksen Ry oletetaan kehittävän vastajännitteen itsensä yli aina, kun lähtövirta ylitetään tietyn maksimirajan yli siten, että mosfetin lähteessä oleva vastajännite estää mosfetin portin laukaisevan jännitteen pakottaen täydellisen virran katkaisun mosfetille ja siten estää mosfetin palamista.

Tämä muunnos näyttää melko yksinkertaiselta, mutta Ry: n laskeminen voi olla vähän hämmentävää, enkä halua tutkia sitä syvemmälle, koska minulla on kunnollisempi ja luotettavampi idea, jonka voidaan myös odottaa suorittavan täydellisen virranohjauksen keskustellulle LM317-perämoottorin tehostustransistorille sovelluspiiri.

BJT: n käyttäminen virranhallintaan

Suunnittelu yllä olevan rakenteen tekemiseen tehovirralla sekä oikosulku- ja ylikuormitussuojalla voidaan nähdä alla:

Pari vastusta ja BC547 BJT ovat kaikki, mitä voidaan tarvita halutun asettamiseksi oikosulkusuoja modifioidulle virranlisäpiirille LM317 IC: lle.

Ry: n laskemisesta tulee nyt erittäin helppoa, ja se voidaan arvioida seuraavalla kaavalla:

Ry = 0,7 / virtaraja.

Tässä 0,7 on BC547: n laukaisujännite ja 'virtaraja' on suurin voimassa oleva virta, joka voidaan määritellä mosfetin turvalliselle toiminnalle. Oletetaan, että tämän rajan on määritetty olevan 10amp, sitten Ry voidaan laskea seuraavasti:

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

wattia = 0,7 x 10 = 7 wattia.

Joten nyt kun virta pyrkii ylittämään yllä mainitun rajan, BC547 suorittaa, maadoittaa IC: n ADJ-nastan ja sammuttaa LM317: n Voutin

BJT: n käyttäminen nykyiseen tehostukseen

Jos et ole kovin innokas mosfetin käytöstä, siinä tapauksessa voit todennäköisesti soveltaa BJT: itä vaadittuun virranvahvistukseen seuraavan kaavion mukaisesti:

Kohteliaisuus: Texas Instruments

Säädettävä jännite / virta LM317 -virtasäädin

Seuraava piiri esittää erittäin säänneltyä LM317-pohjaista suurvirtaista virtalähdettä, joka tuottaa yli 5 ampeerin lähtövirran ja vaihtelevan jännitteen välillä 1,2 V - 30 V.

Yllä olevasta kuvasta voidaan nähdä, että jännitteen säätö on toteutettu standardissa LM317-kokoonpanossa R6-potin kautta, joka on kytketty LM317: n ADJ-nastaan.

Kuitenkin op-vahvistimen kokoonpano on erityisesti sisällytetty käyttämään hyödyllistä täysimittaista suurivirran säätöä, joka vaihtelee minimista 5 ampeerin säätimeen.

Tästä mallista saatavaa 5 ampeerin suurivirtaa voidaan lisätä edelleen 10 ampeeriin päivittämällä MJ4502 PNP -perämoottori.

Op-vahvistimen käänteistä tulotappia # 2 käytetään vertailutulona, ​​jonka potti R2 asettaa. Toista ei-invertoivaa tuloa käytetään virrantunnistimena. R6: n yli virtapiirin vastuksen R3 kautta kehitettyä jännitettä verrataan R2-vertailuun, joka sallii op-vahvistimen lähdön laskevan heti, kun suurin asetettu virta ylitetään.

Op-vahvistimen matala lähtö maadoittaa LM317: n ADJ-nastan sulkemalla sen ja myös lähtöjännitteen, mikä puolestaan ​​vähentää nopeasti lähtövirtaa ja palauttaa LM317: n toiminnan. Jatkuva ON / OFF-toiminto varmistaa, että virran ei koskaan saa ylittää asetettua kynnystä, jonka R2 on säätänyt.

Suurinta virtatasoa voidaan muuttaa myös säätämällä virtarajavastuksen R3 arvoa.