LM317 dengan Sirkuit Boost Arus Tempel

IC regulator tegangan LM317 yang populer dirancang untuk menghasilkan tidak lebih dari 1,5 amp, namun dengan menambahkan transistor pendorong arus tempel ke rangkaian, Anda dapat meningkatkan rangkaian regulator untuk menangani arus yang jauh lebih tinggi, dan hingga tingkat yang diinginkan.

Anda mungkin sudah pernah menemukan Sirkuit regulator tegangan tetap 78XX yang ditingkatkan untuk menangani arus yang lebih tinggi dengan menambahkan transistor daya tempel ke dalamnya, IC LM317 tidak terkecuali dan hal yang sama dapat diterapkan untuk rangkaian pengatur tegangan variabel serbaguna ini untuk meningkatkan spesifikasi untuk menangani arus dalam jumlah besar.

Sirkuit LM317 Standar

Gambar berikut menunjukkan standar Rangkaian regulator tegangan variabel IC LM317 , menggunakan minimal komponen dalam bentuk resistor tetap tunggal, dan pot 10K.

Pengaturan ini seharusnya menawarkan rentang variabel nol hingga 24V dengan suplai input 30V. Namun jika kita mempertimbangkan kisaran arus, itu tidak lebih dari 1,5 amp terlepas dari arus suplai input, karena chip dilengkapi secara internal untuk memungkinkan hanya hingga 1,5 amp dan menghambat apa pun yang mungkin menuntut di atas batas ini.

Desain yang ditunjukkan di atas yang dibatasi dengan arus maks 1,5 amp dapat ditingkatkan dengan transistor PNP tempel untuk meningkatkan arus yang setara dengan arus catu input, yang berarti setelah peningkatan ini diterapkan, rangkaian di atas akan mempertahankan pengaturan tegangan variabelnya. fitur namun akan dapat menawarkan arus input suplai penuh ke beban, melewati fitur pembatas arus internal IC.

Menghitung Tegangan Output

Untuk menghitung tegangan output dari rangkaian catu daya LM317, rumus berikut dapat digunakan

V.ATAU= VREF(1 + R2 / R1) + (IADJ× R2)

dimana = V.REF = 1,25

ADJ saat ini sebenarnya dapat diabaikan karena biasanya sekitar 50 µA dan oleh karena itu terlalu dapat diabaikan.

Menambahkan Outboard Mosfet Booster

Peningkatan peningkatan arus ini dapat diimplementasikan dengan menambahkan transistor PNP tempel yang mungkin dalam bentuk BJT daya atau mosfet saluran-P, seperti yang ditunjukkan di bawah ini, di sini kami menggunakan mosfet yang menjaga agar semuanya tetap kompak dan memungkinkan peningkatan arus yang besar di spesifikasi.

Dalam desain di atas, Rx bertanggung jawab untuk menyediakan pemicu gerbang untuk mosfet sehingga dapat bekerja bersama-sama dengan IC LM317 dan memperkuat perangkat dengan jumlah tambahan arus seperti yang ditentukan oleh suplai input.

Awalnya ketika input daya diumpankan ke rangkaian, beban terhubung yang dapat dinilai jauh lebih tinggi dari 1,5 amp mencoba untuk memperoleh arus ini melalui IC LM317, dan dalam proses jumlah yang proporsional dari tegangan negatif dikembangkan di RX, menyebabkan mosfet untuk merespon dan AKTIF.

Segera setelah mosfet dipicu, seluruh suplai input cenderung mengalir melintasi beban dengan arus surplus, tetapi karena tegangan juga mulai meningkat di luar pengaturan pot LM317, menyebabkan LM317 menjadi bias balik.

Tindakan ini untuk saat ini mematikan LM317 yang pada gilirannya mematikan tegangan di Rx dan pasokan gerbang untuk MOSFET.

Oleh karena itu, mosfet juga cenderung OFF untuk sesaat sampai siklus berlanjut lagi memungkinkan proses untuk mempertahankan tanpa batas dengan pengaturan tegangan yang diinginkan dan spesifikasi arus tinggi.

Menghitung Resistor Gerbang Mosfet

Rx dapat dihitung seperti yang diberikan di bawah:

Rx = 10 / 1A,

di mana 10 adalah tegangan pemicu MOSFET optimal, dan 1 amp adalah arus optimal melalui IC sebelum Rx mengembangkan tegangan ini.

Oleh karena itu Rx bisa menjadi resistor 10 ohm, dengan rating watt 10 x 1 = 10 watt

Jika daya BJT digunakan, angka 10 dapat diganti dengan 0.7V

Meskipun aplikasi pendorong arus di atas menggunakan mosfet terlihat menarik, ini memiliki kekurangan yang serius, karena fitur tersebut sepenuhnya menghilangkan IC dari fitur pembatas arusnya, yang dapat menyebabkan MOSFET meledak atau terbakar jika output pendek dihubungi.

Untuk mengatasi kerentanan arus berlebih atau hubung singkat ini, resistor lain dalam bentuk Ry dapat dimasukkan dengan terminal sumber MOSFET seperti yang ditunjukkan pada diagram berikut.

Resistor Ry seharusnya mengembangkan tegangan counter dengan sendirinya setiap kali arus keluaran melebihi di atas batas maksimum yang diberikan sehingga tegangan counter pada sumber mosfet menghambat gerbang yang memicu tegangan mosfet yang memaksa pematian total untuk mosfet. , dan dengan demikian mencegah mosfet dari terbakar.

Modifikasi ini terlihat cukup sederhana, namun menghitung Ry bisa sedikit membingungkan dan saya tidak ingin menyelidikinya lebih dalam karena saya memiliki ide yang lebih baik dan dapat diandalkan yang juga dapat diharapkan untuk menjalankan kontrol arus lengkap untuk transistor pendorong tempel LM317 yang dibahas. sirkuit aplikasi.

Menggunakan BJT untuk Kontrol Arus

Rancangan pembuatan desain diatas dilengkapi dengan boost arus dan juga hubung singkat dan proteksi overload dapat dilihat dibawah ini:

Sepasang resistor, dan BC547 BJT adalah semua yang mungkin diperlukan untuk memasukkan yang diinginkan proteksi hubung singkat ke rangkaian pendorong arus yang dimodifikasi untuk IC LM317.

Sekarang menghitung Ry menjadi sangat mudah, dan dapat dievaluasi dengan rumus berikut:

Ry = 0.7 / batas arus.

Di sini, 0,7 adalah tegangan pemicu BC547 dan 'batas arus' adalah arus valid maksimum yang dapat ditentukan untuk operasi yang aman dari MOSFET, katakanlah batas ini ditetapkan menjadi 10 amp, maka Ry dapat dihitung sebagai:

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

watt = 0,7 x 10 = 7 watt.

Jadi sekarang setiap kali arus cenderung melewati batas di atas, BC547 bekerja, membumikan pin ADJ dari IC dan mematikan Vout untuk LM317

Menggunakan BJT untuk Peningkatan Saat Ini

Jika Anda tidak terlalu tertarik menggunakan mosfet, dalam hal ini Anda mungkin dapat menerapkan BJT untuk peningkatan arus yang diperlukan seperti yang ditunjukkan pada diagram berikut:

Kesopanan: Instrumen Texas

Tegangan Disesuaikan / Arus LM317 Regulator Arus Tinggi

Rangkaian berikut menunjukkan catu daya arus tinggi berbasis LM317 yang sangat diatur, yang akan memberikan arus keluaran lebih dari 5 amp, dan tegangan variabel dari 1,2 V hingga 30 V.

Pada gambar di atas kita dapat melihat bahwa pengaturan tegangan diimplementasikan pada konfigurasi standar LM317 melalui pot R6 yang dihubungkan dengan pin ADJ dari LM317.

Namun, konfigurasi op amp secara khusus disertakan untuk menampilkan penyesuaian arus tinggi skala penuh yang berguna mulai dari kontrol minimum hingga maksimum 5 Amp.

Peningkatan arus tinggi 5 amp yang tersedia dari desain ini dapat ditingkatkan lebih lanjut menjadi 10 amp dengan meningkatkan transistor tempel MJ4502 PNP yang sesuai.

Pin input pembalik # 2 dari op amp digunakan sebagai input referensi yang diatur oleh pot R2. Input non-pembalik lainnya digunakan sebagai sensor arus. Tegangan yang dikembangkan di R6 melalui resistor pembatas arus R3 dibandingkan dengan referensi R2 yang memungkinkan output op amp menjadi rendah segera setelah arus maksimum yang ditetapkan terlampaui.

Output rendah dari op amp mendasari pin ADJ dari LM317 mematikannya dan juga suplai keluaran, yang pada gilirannya dengan cepat mengurangi arus keluaran dan mengembalikan kerja LM317. Operasi ON / OFF terus menerus memastikan bahwa arus tidak pernah diizinkan untuk mencapai di atas ambang batas yang diatur dengan R2.

Tingkat arus maksimum juga dapat dimodifikasi dengan mengubah nilai resistor batas arus R3.