LM317 Variabele schakelende voeding (SMPS)

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Tot dusverre hebben we op deze website LM317-gebaseerde lineaire voedingscircuits bestudeerd, hier zullen we leren hoe een LM317 kan worden uitgevoerd als een variabele schakelmodus of SMPS zonder verlies.

LM317 als lineaire regelaar

We weten allemaal dat een LM317 IC intern is ontworpen om te werken als een lineaire spanningsregelaar IC, wat een ernstig nadeel heeft van vermogensdissipatie door verwarming. Bovendien vereist een dergelijke topologie ook dat de input minimaal 3V hoger is dan de gewenste output, wat verdere beperkingen toevoegt aan de gegeven regelaarconfiguratie.



Hier bespreken we hoe dezelfde IC eenvoudig kan worden geïmplementeerd als een 0-40V variabele voeding met behulp van SMPS-topologie en daarom de verliezen elimineren die in de bovenstaande paragraaf worden genoemd.

Het LM317-circuit wijzigen in een PWM-schakelregelaarcircuit

Het LM317 variabele SMPS-circuit dat hier wordt uitgelegd, verandert moeiteloos een gewone LM317 IC in een op inductor gebaseerde tegenhanger voor schakelende regelaarvoeding, zoals weergegeven in het volgende diagram:



Schakelschema

Verwijzend naar het hierboven getoonde diagram kunnen we zien dat de LM317 normaal is geconfigureerd variabele regelaar mode maar met enkele extra onderdelen in de vorm van R6, C3 en D1.

We kunnen ook een inductor zien die is bevestigd met D1 en een bijbehorend vermogen BJT Q1.

Hoe het werkt

Hier voert de LM317 IC twee taken samen uit. Het varieert de uitgangsspanning door de aangegeven pot R4 en zorgt er op zijn beurt voor dat een PWM wordt gestart voor de basis van Q1.

Kortom, de introductie van R6 / C3 transformeert het LM317-regelcircuit in een hoogfrequent oscillatorcircuit, waardoor de uitgang van de LM317 wordt gedwongen om snel AAN / UIT te schakelen met een variërende PWM, die afhankelijk is van de instelling van R4.

De BJT Q1 vormt samen met de inductor L1 en D1 een standaard buck converter circuit die wordt bestuurd door de hierboven toegelichte PWM gegenereerd door het LM317-circuit.

Dit houdt in dat terwijl de pot R4 wordt gevarieerd, de spanningspulsbreedte die over R1 wordt ontwikkeld ook proportioneel varieert, waardoor Q1 L1 schakelt in overeenstemming met de variërende PWM's.

Hogere pulsbreedtes stellen de inductor in staat om hogere spanningen te produceren en vice versa.

Condensator C4 zorgt ervoor dat de fluctuerende output van L1 aan de output voldoende wordt afgevlakt en geëlimineerd, dit verhoogt bijgevolg de rimpelstroom tot een stabiele DC.

In het voorgestelde LM317 schakelende voedingscircuit, aangezien de IC LM317 niet direct betrokken is bij de afhandeling van de belastingsstroom, wordt deze beperkt van dissipatiestroom en zorgt zo voor een efficiënte regeling van de hoge ingangsspanning naar de gewenste lage uitgangsspanningsniveaus.

Het ontwerp stelt de gebruiker ook in staat om het circuit te upgraden naar een high-current SMPS-circuit door simpelweg de Q1, L1, D1-classificatie te wijzigen volgens de vereiste uitgangsstroomspecificaties.

L1 kan worden gebouwd door bifilaire geëmailleerde koperdraad over elke geschikte ferrietkern te wikkelen.

Hoewel dit LM317 SMPS-circuit een uitgangsverlies van bijna nul belooft, moet Q1 op een koellichaam worden gemonteerd en kan er een zekere mate van dissipatie van worden verwacht.

Interessante feedback van een van de enthousiaste lezers:

Dhr. Swagatam:

Ik ben een gepensioneerde EE, maar blijf interesse hebben in verschillende gebieden. Ik kwam uw website tegen toen ik onderzoek deed naar voedingen met LM317.

Zag het interessante voedingsschema van de schakelmodus met behulp van de LM317.

Het blijkt dat het exacte circuit wordt weergegeven in het National Semiconductor Voltage Regulator Handbook uit 1978, met extra woorden om het gedrag ervan uit te leggen.

Ik vond het echter nog handiger om het circuit te simuleren met LTSpiceVII (dat gratis te downloaden en te gebruiken is) om een ​​beter idee te krijgen van hoe het circuit werkt met wijzigingen in componentwaarde.

Hoe dan ook, ik besloot de twee pagina's uit het Handboek van 1978 te scannen en naar u te e-mailen voor het geval u ze zou willen posten met het schema voor anderen die misschien in wat meer details geïnteresseerd zijn.

Vriendelijke groeten,

Denton Conrad

Raleigh, NC




Een paar: Hoe maak je een LED-luchtvervuilingsmetercircuit met Arduino Volgende: Single LM317 gebaseerd MPPT Simulator Circuit