Zasilacz LM317 o zmiennym trybie przełączania (SMPS)

Zasilacz LM317 o zmiennym trybie przełączania (SMPS)

Do tej pory na tej stronie badaliśmy liniowe obwody zasilające oparte na LM317, tutaj dowiemy się, jak LM317 może być wykonywany jako zmienny tryb przełączania mocy lub SMPS bez strat.



LM317 jako regulator liniowy

Wszyscy wiemy, że układ scalony LM317 jest wewnętrznie zaprojektowany do pracy jako układ liniowego regulatora napięcia, który ma poważną wadę rozpraszania mocy przez ogrzewanie. Ponadto taka topologia wymaga również, aby napięcie wejściowe było minimum 3V wyższe niż pożądane wyjście, dodając dalsze ograniczenia do danej konfiguracji regulatora.

Tutaj omawiamy, jak ten sam układ scalony można po prostu zaimplementować jako plik Zmienny zasilacz 0-40 V. używając topologii SMPS, a tym samym eliminując straty, o których mowa w powyższym akapicie.





Modyfikacja obwodu LM317 w obwód regulatora przełączającego PWM

Objaśniony tutaj zmienny obwód SMPS LM317 bez wysiłku przekształca zwykły układ scalony LM317 w odpowiednik zasilacza regulatora przełączającego opartego na cewce indukcyjnej, jak pokazano na poniższym schemacie:

Schemat obwodu

Odnosząc się do powyższego diagramu, widzimy, że LM317 jest skonfigurowany w zwykły sposób regulator zmienny tryb, ale z kilkoma dodatkowymi częściami w postaci R6, C3 i D1.



Widzimy również cewkę dołączoną do D1 i związaną z nią moc BJT Q1.

Jak to działa

Tutaj układ scalony LM317 wykonuje jednocześnie dwa zadania. Zmienia napięcie wyjściowe przez wskazany potencjometr R4 i z kolei powoduje zainicjowanie PWM dla podstawy Q1.

Zasadniczo wprowadzenie R6 / C3 przekształca obwód regulatora LM317 w obwód oscylatora wysokiej częstotliwości, zmuszając wyjście LM317 do szybkiego włączania / wyłączania ze zmiennym PWM, który jest zależny od ustawienia R4.

BJT Q1 wraz z cewką indukcyjną L1 i D1 tworzy standard obwód konwertera złotówki który jest kontrolowany przez wyjaśniony powyżej PWM generowany przez obwód LM317.

Oznacza to, że podczas gdy potencjometr R4 jest zmienny, szerokość impulsu napięcia rozwijanego na R1 również zmienia się proporcjonalnie, powodując, że Q1 przełącza L1 zgodnie ze zmieniającymi się PWM.

Wyższe szerokości impulsu umożliwiają cewce indukcyjnej wytwarzanie wyższych napięć i odwrotnie.

Kondensator C4 zapewnia, że ​​fluktuujące wyjście z L1 na wyjściu jest odpowiednio wygładzone i wyeliminowane, co w konsekwencji zwiększa prąd tętnienia do stabilnego prądu stałego.

W proponowanym obwodzie zasilacza impulsowego LM317, ponieważ układ scalony LM317 nie jest bezpośrednio zaangażowany w obsługę prądu obciążenia, jest on ograniczony przed prądem rozpraszającym, a tym samym zapewnia wydajną regulację wysokiego napięcia wejściowego do pożądanych niskich poziomów napięcia wyjściowego.

Konstrukcja umożliwia również użytkownikowi uaktualnienie obwodu do obwodu wysokoprądowego SMPS poprzez prostą zmianę wartości znamionowych Q1, L1, D1 zgodnie z wymaganymi specyfikacjami prądu wyjściowego.

L1 można zbudować, nawijając bifilarnie emaliowany drut miedziany na dowolny odpowiedni rdzeń ferrytowy.

Chociaż ten obwód LM317 SMPS obiecuje prawie zerową stratę wyjściową, Q1 musi być zamontowany na radiatorze i można oczekiwać od niego pewnego stopnia rozproszenia.

Ciekawe opinie od jednego z zapalonych czytelników:

Pan. Swagatam:

Jestem emerytowanym EE, ale nadal interesuję się różnymi dziedzinami. Zdarzyło mi się trafić na twoją witrynę, gdy szukałem zasilaczy za pomocą LM317.

Zobaczyłem interesujący schemat zasilacza impulsowego przy użyciu LM317.

Jak się okazuje, dokładny obwód pojawia się w podręczniku National Semiconductor Voltage Regulator Handbook z 1978 r., Z dodatkowym sloganem wyjaśniającym jego zachowanie.

Jednak okazało się, że jeszcze bardziej pomocne jest symulowanie obwodu za pomocą LTSpiceVII (który można pobrać i używać bezpłatnie), aby uzyskać lepszy obraz działania obwodu przy zmianach wartości składników.

W każdym razie zdecydowałem się zeskanować dwie strony Podręcznika z 1978 roku i wysłać e-mailem na wypadek, gdybyś chciał wysłać je ze schematem dla innych, którzy mogliby być zainteresowani bardziej szczegółowymi informacjami.

Pozdrowienia,

Denton Conrad

Raleigh, NC




Poprzedni: Jak zrobić obwód miernika zanieczyszczenia powietrza LED za pomocą Arduino Dalej: Pojedynczy obwód symulatora MPPT oparty na LM317