LM317 Current Boosting Secrets! - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Abstrakt

LM317 ist einer der beliebtesten einstellbaren Reglerchips. Die Ausgangsspannung des Reglers kann von 1,25V bis 35V eingestellt werden. Der Chip kann jedoch Ströme bis zu 1,5 A liefern, was für einige Leistungsanwendungen nicht ausreicht. In diesem Artikel werde ich zwei Methoden zur Stromverstärkung des LM317 unter Verwendung von PNP- und NPN-Durchgangstransistoren diskutieren.

[A] Schaltungsanalyse

Laut dem LM317-Datenblatt: „Der LM317 [1, 2] ist ein einstellbarer positiver Spannungsregler mit drei Anschlüssen, der mehr als 1,5 A über einen Ausgangsspannungsbereich von 1,25 V bis 37 V liefern kann. Er benötigt nur zwei externe Widerstände zum Einstellen der Ausgangsspannung. Das Gerät verfügt über eine typische Netzregelung von 0,01 % und eine typische Lastregelung von 0,1 %. Es umfasst Strombegrenzung, thermischen Überlastungsschutz und sicheren Betriebsbereichsschutz. Der Überlastschutz bleibt auch dann funktionsfähig, wenn die ADJUST-Klemme getrennt wird.“Diese Informationen beweisen uns, dass dieses billige Gerät mit 3 Anschlüssen für viele Anwendungen geeignet ist, aber für Leistungsanwendungen einen Nachteil hat, und zwar die Begrenzung der Ausgangsstrombelastbarkeit des Reglers (1,5 A unter den besten Bedingungen). Dieses Problem kann mit einem Durchgangsleistungstransistor gelöst werden.

[A-1] Stromverstärkung mit einem PNP-Leistungstransistor (MJ2955)

Abbildung-1 zeigt das schematische Diagramm der Schaltung. Dies ist eine einstellbare Hochstromreglerschaltung, bei der die Ausgangsspannung mit einem 5K-Potentiometer eingestellt werden kann.

Schritt 1: Abbildung 1: LM317 Stromerhöhungsschaltung mit MJ2955

Der 10R-Widerstand definiert die Einschaltzeit des Pass-Transistors und definiert übrigens, wie viel Strom durch den LM317 und MJ2955 fließen soll [3, 4]. Anhand dieses Parameters muss die Leistung des Widerstands berechnet werden. 1N4007 ist eine Schutzdiode und ein 270R-Widerstand liefert den erforderlichen Strom des ADJ-Pins. Wie bereits erwähnt, definiert das 5K-Potentiometer die Ausgangsspannung. 1000uF, 10uF und 100nF Kondensatoren wurden verwendet, um Rauschen zu reduzieren. Vergessen Sie nicht, den Transistor auf einem großen Kühlkörper zu installieren.

[A-2] Stromerhöhung mit einem NPN-Leistungstransistor (2N3055)

Abbildung-2 zeigt das schematische Diagramm der Schaltung. Der 10K-Widerstand am Ausgang zieht einen kleinen Strom, um den schwebenden Ausgang zu vermeiden und hilft, die Ausgangsspannung zu stabilisieren. Auch hier spielt 2N3055 [5, 6] die Rolle des Durchgangstransistors.

Schritt 2: Abbildung 2: LM317 Stromerhöhungsschaltung mit 2N3055

[B] PCB-Platine

Die Schaltpläne sind einfach, daher habe ich mich entschieden, sie auf einem Prototyping-Board zu implementieren, um den Betrieb zu testen und zu zeigen. Ich beschloss, die Figur 1 (MJ2955-Boosting) zu testen. Dies wird in Abbildung 3 gezeigt. Wenn Sie schnell ein PCB-Layout für die Schaltpläne entwerfen möchten, können Sie die kostenlosen SamacSys-Komponentenbibliotheken verwenden, die den industriellen IPC-Footprint-Standards entsprechen. Um die Bibliotheken zu installieren, können Sie die Bibliotheken entweder manuell herunterladen/installieren oder direkt mit den bereitgestellten CAD-Plugins installieren [7]. Es besteht auch die Möglichkeit, die Preise der Originalkomponenten bei autorisierten Händlern zu erwerben/zu vergleichen.

Schritt 3: Abbildung 3: Schaltungsimplementierung mit einem MJ2955

[C] Test und MessungenSie können den vollständigen Testprozess im Video sehen, ich habe jedoch auch ein Oszilloskop aufgenommenes Bild vom Schaltungsausgang. Ich habe das Oszilloskop Siglent SDS1104X-E verwendet, das ein schönes, rauscharmes Frontend bietet. Ich wollte die mögliche Ausgangswelligkeit der Schaltung messen. Abbildung 4 zeigt das Ausgangsrauschen/die Welligkeit der Stromverstärkungsschaltung des MJ2955. Die Schaltung wurde auf der Prototyping-Platine aufgebaut und die Erdungsverbindung des Oszilloskops wurde über das Erdungskabel hergestellt, sodass diese hochfrequenten Geräusche normal sind. Wenn Sie eine dieser beiden Schaltungen verwenden möchten, entwerfen Sie eine geeignete Platine dafür, ersetzen Sie dann das Erdungskabel der Sonde durch eine Erdungsfeder, dann können Sie die Ausgangsgeräusche erneut untersuchen.

Schritt 4: Abbildung 4: Oszilloskop-Erfassung vom Stromverstärkerausgang (lesen Sie den Text)

Verweise

Artikel:

[1]: LM317 Datenblatt:

[2]: LM317-Bibliothek:

[3]: MJ2955-Datenblatt:

[4]: MJ2955-Bibliothek:

[5]: 2N3055 Datahseet:

[6]: 2N3055 Bibliothek:

[7]: CAD-Plugins: