LM317 Variabel switch mode strømforsyning (SMPS)

LM317 Variabel switch mode strømforsyning (SMPS)

Indtil videre har vi på dette websted studeret LM317-baserede lineære strømforsyningskredsløb, her lærer vi, hvordan en LM317 kan udføres som en variabel switch-mode strøm eller SMPS med nul tab.



LM317 som lineær regulator

Vi ved alle, at en LM317 IC er designet internt til at fungere som en lineær spændingsregulator IC, som har en alvorlig ulempe ved spænding ved opvarmning. Desuden kræver en sådan topologi, at input er mindst 3V højere end det ønskede output, hvilket tilføjer yderligere begrænsninger til den givne regulatorkonfiguration.

Her diskuterer vi, hvordan den samme IC simpelthen kunne implementeres som en 0-40V variabel strømforsyning ved hjælp af SMPS-topologi og derfor eliminering af de tab, der er nævnt i ovenstående afsnit.





Ændring af LM317-kredsløb til et PWM Switching Regulator Circuit

LM317-variabelt SMPS-kredsløb, der er forklaret her, omdanner ubesværet en almindelig LM317 IC til en induktorbaseret switch-regulator-strømforsyningsmodstykke som vist i følgende diagram:

Kredsløbsdiagram

Under henvisning til ovenstående viste diagram kan vi se, at LM317 er konfigureret som normalt variabel regulator tilstand, men med nogle yderligere dele i form af R6, C3 og D1.



Vi kan også se en induktor tilsluttet med D1 og en tilhørende effekt BJT Q1.

Hvordan det virker

Her udfører LM317 IC to opgaver sammen. Det varierer udgangsspændingen gennem den angivne potte R4 og får igen en PWM til at starte for bunden af ​​Q1.

Grundlæggende transformerer introduktionen af ​​R6 / C3 LM317-reguleringskredsløbet til et højfrekvent oscillatorkredsløb, der tvinger output fra LM317 til hurtigt at tænde / slukke med en varierende PWM, som er afhængig af indstillingen af ​​R4.

BJT Q1 sammen med induktoren L1 og D1 danner en standard buck konverter kredsløb som styres af ovenstående forklarede PWM genereret af LM317 kredsløbet.

Dette indebærer, at mens potten R4 varieres, varierer spændingsimpulsbredden udviklet over R1 også proportionalt, hvilket får Q1 til at skifte L1 i overensstemmelse med de forskellige PWM'er.

Højere pulsbredder gør det muligt for induktoren at producere højere spændinger og omvendt.

Kondensator C4 sørger for, at det svingende output fra L1 ved udgangen er tilstrækkeligt udjævnet og elimineret, hvilket forbedrer følgelig krusningsstrømmen til en stabil DC.

I det foreslåede LM317 switch mode strømforsyningskredsløb, da IC LM317 ikke er direkte involveret i håndteringen af ​​belastningsstrømmen, er det begrænset fra at sprede strøm og sikrer således en effektiv regulering af den høje indgangsspænding til de ønskede lave udgangsspændingsniveauer.

Designet tillader også brugeren at opgradere kredsløbet til et SMPS-kredsløb med høj strøm ved blot at ændre Q1, L1, D1-klassificeringen i henhold til de krævede specifikationer for udgangsstrøm.

L1 kan bygges ved at vikle bifilar emaljeret kobbertråd over enhver egnet ferritkerne.

Selvom dette LM317 SMPS-kredsløb lover et output på næsten nul tab, skal Q1 monteres på et køleplade, og der kan forventes en vis grad af spredning fra det.

Interessant feedback fra en af ​​de ivrige læsere:

Hr. Swagatam:

Jeg er pensioneret EE, men har fortsat interesse for forskellige områder. Det skete med at komme på tværs af dit websted, da jeg undersøgte strømforsyninger ved hjælp af LM317.

Så den interessante switch-mode strømforsyningsskema ved hjælp af LM317.

Som det viser sig, vises det nøjagtige kredsløb i 1978 National Semiconductor Voltage Regulator Handbook med yderligere ordforhold for at forklare dets adfærd.

Jeg fandt det imidlertid endnu mere nyttigt at simulere kredsløbet ved hjælp af LTSpiceVII (som er gratis at downloade og bruge) for at få en bedre idé om, hvordan kredsløbet fungerer med ændringer i komponentværdier.

Under alle omstændigheder besluttede jeg at scanne de to sider fra 1978-håndbogen og e-maile dig, hvis du er interesseret i at sende dem med skemaet for andre, der måske er interesseret i lidt mere detaljer.

Hilsen,

Denton Conrad

Raleigh, NC




Forrige: Hvordan man laver LED-luftforureningsmåler kredsløb med Arduino Næste: Enkelt LM317-baseret MPPT Simulator Circuit