LM317 แหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ตัวแปร (SMPS)

LM317 แหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ตัวแปร (SMPS)

จนถึงตอนนี้ในเว็บไซต์นี้เราได้ศึกษาวงจรแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นที่ใช้ LM317 ที่นี่เราจะเรียนรู้ว่า LM317 สามารถทำงานเป็นพลังงานโหมดสวิตช์ตัวแปรหรือ SMPS ได้อย่างไรโดยไม่มีการสูญเสียเป็นศูนย์



LM317 เป็น Linear Regulator

เราทุกคนทราบดีว่า LM317 IC ได้รับการออกแบบภายในให้ทำงานเป็น IC ควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นซึ่งมีข้อเสียเปรียบอย่างมากในการกระจายพลังงานผ่านการทำความร้อน ยิ่งไปกว่านั้นโทโพโลยีดังกล่าวยังกำหนดให้อินพุตสูงกว่าเอาต์พุตที่ต้องการอย่างน้อย 3V เพิ่มข้อ จำกัด เพิ่มเติมในการกำหนดค่าตัวควบคุมที่กำหนด

ที่นี่เราจะพูดถึงวิธีที่ IC เดียวกันสามารถใช้เป็นไฟล์ แหล่งจ่ายไฟตัวแปร 0-40V โดยใช้โทโพโลยี SMPS ดังนั้นจึงช่วยขจัดความสูญเสียที่กล่าวถึงในย่อหน้าข้างต้น





การแก้ไขวงจร LM317 เป็นวงจรควบคุมการสลับ PWM

วงจร SMPS ตัวแปร LM317 อธิบายไว้ที่นี่แปลง LM317 IC ธรรมดาให้เป็นตัวควบคุมแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่งที่ใช้ตัวเหนี่ยวนำตามที่แสดงในแผนภาพต่อไปนี้:

แผนภูมิวงจรรวม

จากแผนภาพที่แสดงด้านบนเราจะเห็นว่า LM317 ได้รับการกำหนดค่าตามปกติ ตัวควบคุมตัวแปร โหมด แต่มีบางส่วนเพิ่มเติมในรูปแบบของ R6, C3 และ D1



นอกจากนี้เรายังสามารถเห็นตัวเหนี่ยวนำที่ต่อกับ D1 และกำลังไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง BJT Q1

มันทำงานอย่างไร

ที่นี่ LM317 IC ทำงานสองอย่างด้วยกัน มันเปลี่ยนแรงดันขาออกผ่านหม้อที่ระบุ R4 และในทางกลับกันทำให้ PWM เริ่มต้นสำหรับฐานของ Q1

โดยทั่วไปการแนะนำ R6 / C3 จะเปลี่ยนวงจรควบคุม LM317 ให้เป็นวงจรออสซิลเลเตอร์ความถี่สูงบังคับให้เอาต์พุตของ LM317 เปิด / ปิดอย่างรวดเร็วด้วย PWM ที่แตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับการตั้งค่าของ R4

BJT Q1 พร้อมกับตัวเหนี่ยวนำ L1 และ D1 เป็นมาตรฐาน วงจรแปลงบั๊ก ซึ่งควบคุมโดย PWM ที่อธิบายไว้ข้างต้นที่สร้างโดยวงจร LM317

นี่หมายความว่าในขณะที่หม้อ R4 มีความแตกต่างกันความกว้างพัลส์ของแรงดันไฟฟ้าที่พัฒนาใน R1 ก็แตกต่างกันตามสัดส่วนทำให้ Q1 เปลี่ยน L1 ตาม PWM ที่แตกต่างกัน

ความกว้างของพัลส์ที่สูงขึ้นทำให้ตัวเหนี่ยวนำสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นและในทางกลับกัน

ตัวเก็บประจุ C4 ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเอาต์พุตที่ผันผวนจาก L1 ที่เอาต์พุตได้รับการปรับให้เรียบและกำจัดออกอย่างเพียงพอดังนั้นจึงช่วยเพิ่มกระแสกระเพื่อมให้เป็น DC ที่เสถียร

ในวงจรแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ LM317 ที่นำเสนอเนื่องจาก IC LM317 ไม่ได้เกี่ยวข้องโดยตรงกับการจัดการกระแสโหลดจึงถูก จำกัด ไม่ให้กระแสไฟฟ้ากระจายออกไปและทำให้มั่นใจได้ว่าการควบคุมแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงอย่างมีประสิทธิภาพให้อยู่ในระดับแรงดันเอาต์พุตต่ำที่ต้องการ

การออกแบบยังช่วยให้ผู้ใช้สามารถอัพเกรดวงจรเป็นวงจร SMPS กระแสสูงได้ง่ายๆเพียงแค่เปลี่ยนการจัดอันดับ Q1, L1, D1 ตามข้อกำหนดกระแสเอาต์พุตที่ต้องการ

L1 สามารถสร้างได้โดยการพันลวดทองแดงเคลือบสองชั้นเหนือแกนเฟอร์ไรต์ที่เหมาะสม

แม้ว่าวงจร LM317 SMPS นี้จะให้เอาต์พุตการสูญเสียที่ใกล้เป็นศูนย์ แต่ Q1 จะต้องติดตั้งบนฮีทซิงค์และคาดว่าจะมีการกระจายในระดับหนึ่ง

ข้อเสนอแนะที่น่าสนใจจากหนึ่งในผู้อ่านตัวยง:

นาย. Swagatam:

ฉันเกษียณแล้ว แต่ยังคงมีความสนใจในด้านต่างๆ เกิดขึ้นในเว็บไซต์ของคุณตอนที่ฉันกำลังค้นคว้าอุปกรณ์จ่ายไฟโดยใช้ LM317

เห็นแผนผังแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ที่น่าสนใจโดยใช้ LM317

ตามที่ปรากฎวงจรที่แน่นอนจะปรากฏในคู่มือตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเซมิคอนดักเตอร์แห่งชาติปี 1978 พร้อมคำอธิบายเพิ่มเติมเพื่ออธิบายพฤติกรรมของมัน

อย่างไรก็ตามฉันพบว่าการจำลองวงจรโดยใช้ LTSpiceVII (ซึ่งดาวน์โหลดและใช้งานได้ฟรี) จะมีประโยชน์มากขึ้นเพื่อให้ได้แนวคิดที่ดีขึ้นว่าวงจรทำงานอย่างไรโดยมีการเปลี่ยนแปลงค่าส่วนประกอบ

อย่างไรก็ตามฉันตัดสินใจสแกนสองหน้าจากคู่มือปี 1978 และส่งอีเมลถึงคุณในกรณีที่คุณต้องการโพสต์พร้อมแผนผังสำหรับผู้อื่นที่อาจสนใจรายละเอียดเพิ่มเติมเล็กน้อย

ความนับถือ,

เดนตันคอนราด

ราลี, NC




คู่ของ: วิธีสร้างวงจรวัดมลพิษทางอากาศ LED ด้วย Arduino ถัดไป: วงจรจำลอง MPPT ที่ใช้ LM317 เดี่ยว