Hittills på den här webbplatsen har vi studerat LM317-baserade linjära strömförsörjningskretsar, här kommer vi att lära oss hur en LM317 kan köras som en variabel switch-effekt eller SMPS med nollförlust.

LM317 som linjär regulator

Vi vet alla att en LM317 IC är internt utformad för att fungera som en linjär spänningsregulator IC, som har en allvarlig nackdel med strömavledning genom uppvärmning. Dessutom kräver sådan topologi att ingången är minst 3V högre än den önskade utgången, vilket tillför ytterligare begränsningar till den givna regulatorkonfigurationen.

Här diskuterar vi hur samma IC enkelt kan implementeras som en 0-40V variabel strömförsörjning använda SMPS-topologi och därmed eliminera de förluster som nämns i ovanstående stycke.

Ändring av LM317-krets till en PWM-omkopplingsregulatorkrets

Den LM317 variabla SMPS-kretsen som förklaras här omvandlar enkelt en vanlig LM317 IC till en induktorbaserad strömbrytare för strömbrytare, som visas i följande diagram:

Kretsschema

Med hänvisning till ovanstående diagram kan vi se att LM317 är konfigurerad som vanligt variabel regulator läge men med några ytterligare delar i form av R6, C3 och D1.

Vi kan också se en induktor ansluten med D1 och en tillhörande effekt BJT Q1.

Hur det fungerar

Här utför LM317 IC två uppgifter tillsammans. Det varierar utspänningen genom den indikerade potten R4 och får i sin tur en PWM att initiera för basen av Q1.

I grund och botten förvandlar introduktionen av R6 / C3 LM317-regulatorkretsen till en högfrekvent oscillatorkrets, vilket tvingar utgången från LM317 att snabbt slå PÅ / AV med en varierande PWM, vilket är beroende av inställningen av R4.

BJT Q1 tillsammans med induktorn L1 och D1 utgör en standard krets omvandlare som styrs av den ovan förklarade PWM genererad av LM317-kretsen.

Detta antyder att medan potten R4 varieras varierar spänningspulsbredden utvecklad över R1 också proportionellt och får Q1 att växla L1 i enlighet med de olika PWM: erna.

Högre pulsbredder gör att induktorn kan producera högre spänningar och vice versa.

Kondensator C4 ser till att den fluktuerande utgången från L1 vid utgången är tillräckligt utjämnad och eliminerad, detta förbättrar följaktligen krusningsströmmen till en stabil likström.

I den föreslagna strömförsörjningskretsen LM317, eftersom IC LM317 inte är direkt involverad i hanteringen av belastningsströmmen, är den begränsad från att leda ström och säkerställer därmed en effektiv reglering av den höga ingångsspänningen till önskade låga utspänningsnivåer.

Konstruktionen tillåter också användaren att uppgradera kretsen till en SMPS-krets med hög ström helt enkelt genom att ändra Q1, L1, D1-klassificeringen enligt de önskade utgångsströmsspecifikationerna.

L1 kan byggas genom att linda bifilar emaljerad koppartråd över vilken lämplig ferritkärna som helst.

“första ordningens högpassfilterkalkylator ”

Även om denna LM317 SMPS-krets lovar en utgång med nästan nollförlust, måste Q1 monteras på en kylfläns och en viss avledning kan förväntas från den.

Intressant feedback från en av Avid-läsarna:

Herr. Swagatam:
Jag är pensionerad EE, men har fortfarande ett intresse inom olika områden. Händde med att stöta på din webbplats när jag undersökte strömförsörjning med LM317.
Såg det intressanta kopplingsschemat över LM317.
Som det visar sig visas den exakta kretsen i National Semiconductor Voltage Regulator Handbook 1978, med ytterligare ord för att förklara dess beteende.
Jag tyckte dock att det var ännu mer användbart att simulera kretsen med hjälp av LTSpiceVII (som är gratis att ladda ner och använda) för att få en bättre uppfattning om hur kretsen fungerar med komponentvärdesförändringar.
Hur som helst bestämde jag mig för att skanna de två sidorna från 1978 års handbok och skicka e-post till dig om du bryr dig om att skicka dem med schemat för andra som kanske är intresserade av lite mer detaljer.
Hälsningar,
Denton Conrad
Raleigh, NC