LM317 Aktuálne tajomstvá!: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Abstrakt

LM317 je jedným z najobľúbenejších nastaviteľných regulátorov. Výstupné napätie regulátora je možné nastaviť od 1,25V do 35V. Čip však môže dodávať prúdy až 1,5 A, čo pre niektoré energetické aplikácie nestačí. V tomto článku budem diskutovať o dvoch metódach zvýšenia prúdu LM317 pomocou výkonových tranzistorov PNP a NPN.

[A] Analýza obvodu

Podľa údajového listu LM317: „Zariadenie LM317 [1, 2] je nastaviteľný trojsvorkový regulátor kladného napätia schopný dodávať viac ako 1,5 A v rozsahu výstupného napätia 1,25 V až 37 V. Vyžaduje iba dva externé rezistory na nastavenie výstupného napätia. Zariadenie má typickú reguláciu vedenia 0,01% a typickú reguláciu zaťaženia 0,1%. Obsahuje obmedzenie prúdu, ochranu proti tepelnému preťaženiu a ochranu bezpečného pracovného priestoru. Ochrana proti preťaženiu zostáva funkčná aj vtedy, ak je odpojený terminál ADJUST. “Tieto informácie nám dokazujú, že toto lacné 3-koncové zariadenie je vhodné pre mnoho aplikácií, ale má energetickú nevýhodu a to je obmedzenie manipulácie s výstupným prúdom regulátora (1,5 A v najlepších podmienkach). Tento problém je možné vyriešiť prechodovým výkonovým tranzistorom.

[A-1] Zosilnenie prúdu pomocou výkonového tranzistora PNP (MJ2955)

Na obrázku 1 je schematický diagram obvodu. Jedná sa o nastaviteľný obvod regulátora vysokého prúdu, ktorý môže byť regulovaný pomocou 5K potenciometra.

Krok 1: Obrázok 1: Obvod na zvýšenie prúdu LM317 pomocou MJ2955

Rezistor 10R definuje dobu zapnutia prechodového tranzistora a mimochodom definuje, koľko prúdu by malo prechádzať cez LM317 a MJ2955 [3, 4]. Na základe tohto parametra sa musí vypočítať výkonový odpor rezistora. 1N4007 je ochranná dióda a odpor 270R poskytuje potrebný prúd kolíka ADJ. Ako bolo uvedené vyššie, 5K potenciometer definuje výstupné napätie. Na zníženie hluku boli použité kondenzátory 1000uF, 10uF a 100nF. Nezabudnite nainštalovať tranzistor na veľký chladič.

[A-2] Zosilnenie prúdu pomocou výkonového tranzistora NPN (2N3055)

Na obrázku 2 je schematický diagram obvodu. 10K odpor na výstupe odoberá malé množstvo prúdu, aby sa zabránilo plávajúcemu výstupu, a pomáha stabilizovať výstupné napätie. 2N3055 [5, 6] hrá tiež úlohu priechodného tranzistora.

Krok 2: Obrázok 2: Obvod na zvýšenie prúdu LM317 pomocou 2N3055

[B] Doska plošných spojov

Schématické diagramy sú jednoduché, a preto som sa ich rozhodol implementovať na prototypovej doske, aby som otestoval a ukázal prevádzku. Rozhodol som sa otestovať obrázok 1 (posilnenie MJ2955). Ukázalo sa to na obrázku 3. Ak chcete rýchlo navrhnúť rozloženie DPS pre schémy, môžete použiť bezplatné knižnice komponentov SamacSys, ktoré dodržiavajú priemyselné štandardy IPC. Ak chcete nainštalovať knižnice, môžete ich buď stiahnuť alebo nainštalovať manuálne, alebo priamo nainštalovať pomocou dodaných doplnkov CAD [7]. Existuje možnosť nákupu/porovnania cien originálnych komponentov aj u autorizovaných distribútorov.

Krok 3: Obrázok 3: Zlepšenie implementácie obvodu pomocou MJ2955

[C] Test a merania Kompletný testovací proces môžete sledovať na videu, z výstupu obvodu som však vložil aj osciloskop. Použil som osciloskop Siglent SDS1104X-E, ktorý ponúka pekný predný koniec s nízkym šumom. Mal som v úmysle zmerať možné zvlnenie výstupu obvodu. Obrázok 4 zobrazuje výstupný šum/zvlnenie obvodu na zvýšenie prúdu MJ2955. Obvod bol postavený na prototypovej doske a uzemnenie sondy osciloskopu bolo vykonané cez uzemňovací vodič, takže tieto vysokofrekvenčné zvuky sú normálne. Ak plánujete použiť ktorýkoľvek z týchto dvoch obvodov, navrhnite preňho správnu DPS, potom vymeňte uzemňovací vodič sondy za uzemňovaciu pružinu a potom môžete znova preskúmať výstupné zvuky.

Krok 4: Obrázok 4: Zachytenie osciloskopu z výstupu aktuálneho zosilňovača (prečítajte si text)

Referencie

Článok:

[1]: Technický list LM317:

[2]: Knižnica LM317:

[3]: MJ2955 Datashet:

[4]: Knižnica MJ2955:

[5]: 2N3055 Datahseet:

[6]: Knižnica 2N3055:

[7]: Doplnky CAD: