LM317 Текущие секреты усиления!: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Абстрактный

LM317 - одна из самых популярных микросхем регулируемого регулятора. Выходное напряжение регулятора можно регулировать от 1,25 В до 35 В. Однако микросхема может обеспечивать токи до 1,5 А, что недостаточно для некоторых силовых приложений. В этой статье я расскажу о двух методах повышения тока LM317 с использованием мощных транзисторов PNP и NPN pass.

[A] Анализ цепей

Согласно техническому описанию LM317: «Устройство LM317 [1, 2] представляет собой регулируемый трехконтактный стабилизатор положительного напряжения, способный подавать более 1,5 А в диапазоне выходного напряжения от 1,25 В до 37 В. Для него требуется только два внешних резисторы для установки выходного напряжения. Устройство имеет типичное регулирование линии 0,01% и типичное регулирование нагрузки 0,1%. Он включает в себя ограничение тока, защиту от тепловой перегрузки и защиту безопасной рабочей зоны. Защита от перегрузки остается работоспособной, даже если клемма ADJUST отключена ». Эта информация доказывает нам, что это дешевое трехконтактное устройство подходит для многих приложений, но имеет недостаток для силовых приложений, а именно ограничение тока на выходе регулятора (1,5 А в лучших условиях). Решить эту проблему можно с помощью проходного силового транзистора.

[A-1] Повышение тока с помощью силового транзистора PNP (MJ2955)

На рисунке 1 представлена принципиальная схема схемы. Это регулируемая схема сильноточного регулятора, выходное напряжение которой можно регулировать с помощью потенциометра 5K.

Шаг 1: Рисунок 1: Схема повышения тока LM317 с использованием MJ2955

Резистор 10R определяет время включения проходного транзистора и, между прочим, определяет, какой ток должен проходить через LM317 и MJ2955 [3, 4]. На основании этого параметра необходимо рассчитать номинальную мощность резистора. 1N4007 - это защитный диод, а резистор 270R обеспечивает необходимый ток вывода ADJ. Как упоминалось ранее, потенциометр 5K определяет выходное напряжение. Конденсаторы емкостью 1000 мкФ, 10 мкФ и 100 нФ используются для уменьшения шума. Не забудьте установить транзистор на большой радиатор.

[A-2] Повышение тока с помощью силового транзистора NPN (2N3055)

На рисунке 2 показана принципиальная схема схемы. Резистор 10 кОм на выходе потребляет небольшой ток, чтобы избежать плавающего выхода, и помогает стабилизировать выходное напряжение. Здесь также роль проходного транзистора играет 2N3055 [5, 6].

Шаг 2: Рисунок 2: Схема повышения тока LM317 с использованием 2N3055

[B] Печатная плата

Принципиальные схемы просты, поэтому я решил реализовать их на макетной плате, чтобы протестировать и показать работу. Решил потестить цифру 1 (буст MJ2955). Это показано на рисунке 3. Если вы хотите быстро спроектировать компоновку печатной платы для схем, вы можете использовать бесплатные библиотеки компонентов SamacSys, которые соответствуют промышленным стандартам посадочных мест IPC. Чтобы установить библиотеки, вы можете либо вручную загрузить / установить библиотеки, либо установить их напрямую, используя предоставленные плагины САПР [7]. Также есть возможность купить / сравнить цены на оригинальные компоненты у официальных дистрибьюторов.

Шаг 3: Рисунок 3: Реализация схемы повышения с использованием MJ2955

[C] Тестирование и измерения Вы можете увидеть полный процесс тестирования в видео, однако я также поместил изображение, захваченное осциллографом с выхода схемы. Я использовал осциллограф Siglent SDS1104X-E, который предлагает приятный внешний вид с низким уровнем шума. Я намеревался измерить возможные пульсации на выходе схемы. На рисунке 4 показан выходной шум / пульсации схемы повышения тока MJ2955. Схема была построена на макетной плате, а заземление пробника осциллографа выполнено через заземляющий провод, поэтому эти высокочастотные шумы являются нормальным явлением. Если вы планируете использовать любую из этих двух схем, спроектируйте для нее подходящую печатную плату, затем замените заземляющий провод пробника заземляющей пружиной, после чего вы сможете повторно исследовать выходные шумы.

Шаг 4: Рисунок 4: Захват осциллографа с текущего выхода усилителя (прочтите текст)

использованная литература

Статья:

[1]: Лист данных LM317:

[2]: Библиотека LM317:

[3]: MJ2955 Даташет:

[4]: Библиотека MJ2955:

[5]: 2N3055 Datahseet:

[6]: 2N3055 Библиотека:

[7]: Плагины САПР: