До сих пор на этом веб-сайте мы изучали схемы линейного источника питания на основе LM317, здесь мы узнаем, как LM317 может быть выполнен в режиме переменного режима переключения или SMPS с нулевыми потерями.

LM317 как линейный регулятор

Все мы знаем, что микросхема LM317 внутренне разработана для работы как микросхема линейного регулятора напряжения, которая имеет серьезный недостаток - рассеивание мощности из-за нагрева. Более того, такая топология также требует, чтобы входное напряжение было как минимум на 3 В выше желаемого выхода, что добавляет дополнительные ограничения к данной конфигурации регулятора.

Здесь мы обсуждаем, как ту же ИС можно просто реализовать как Источник переменного тока 0-40 В используя топологию SMPS и, следовательно, устраняя потери, упомянутые в предыдущем абзаце.

Модификация схемы LM317 в схему импульсного регулятора PWM

Схема переменного импульсного источника питания LM317, описанная здесь, легко преобразует обычную микросхему LM317 в аналог источника питания импульсного стабилизатора на основе индуктивности, как показано на следующей схеме:

Принципиальная электрическая схема

Ссылаясь на приведенную выше диаграмму, мы видим, что LM317 настроен в обычном регулируемый регулятор режим, но с некоторыми дополнительными деталями в виде R6, C3 и D1.

Мы также можем видеть катушку индуктивности, подключенную к D1, и связанный с ней силовой BJT Q1.

Как это устроено

Здесь LM317 IC выполняет две задачи вместе. Он изменяет выходное напряжение через указанный потенциометр R4 и, в свою очередь, вызывает запуск ШИМ для базы Q1.

По сути, введение R6 / C3 преобразует схему регулятора LM317 в схему высокочастотного генератора, вынуждая выход LM317 быстро включаться / выключаться с изменяющимся ШИМ, который зависит от настройки R4.

БЮТ Q1 вместе с индуктором L1 и D1 образует стандартный схема понижающего преобразователя который управляется описанной выше ШИМ, генерируемой схемой LM317.

Это означает, что, хотя потенциометр R4 изменяется, ширина импульса напряжения, развиваемого на R1, также изменяется пропорционально, заставляя Q1 переключать L1 в соответствии с изменяющимися ШИМ.

Более высокая длительность импульса позволяет катушке индуктивности вырабатывать более высокие напряжения и наоборот.

Конденсатор C4 обеспечивает адекватное сглаживание и устранение колебаний выходного сигнала L1 на выходе, что, следовательно, увеличивает ток пульсаций до стабильного постоянного тока.

В предлагаемой схеме импульсного источника питания LM317, поскольку микросхема LM317 не участвует напрямую в управлении током нагрузки, она ограничена от рассеиваемого тока и, таким образом, обеспечивает эффективное регулирование высокого входного напряжения до желаемых низких уровней выходного напряжения.

Конструкция также позволяет пользователю преобразовать схему в схему сильноточного импульсного источника питания, просто изменив номинал Q1, L1, D1 в соответствии с требуемыми характеристиками выходного тока.

L1 может быть построен путем наматывания бифилярного эмалированного медного провода на любой подходящий ферритовый сердечник.

“как сделать транзисторное радио ”

Хотя эта схема SMPS LM317 обещает почти нулевые потери на выходе, Q1 должен быть установлен на радиаторе, и от него можно ожидать некоторой степени рассеивания.

Интересный отзыв от одного из заядлых читателей:

Мистер. Свагатам:
Я пенсионер, но по-прежнему интересуюсь разными областями. Случайно наткнулся на ваш сайт, когда исследовал источники питания на LM317.
Видел интересную схему импульсного блока питания на LM317.
Оказывается, точная схема указана в Национальном справочнике по полупроводниковым регуляторам напряжения 1978 года с дополнительным многословием, объясняющим ее поведение.
Однако я счел даже более полезным моделировать схему с помощью LTSpiceVII (который можно бесплатно загрузить и использовать), чтобы лучше понять, как схема работает с изменениями значений компонентов.
В любом случае, я решил отсканировать две страницы из Справочника 1978 года и отправить вам электронное письмо на случай, если вы захотите опубликовать их вместе со схемой для других, кто может быть заинтересован в более подробной информации.
С уважением,
Дентон Конрад
Роли, Северная Каролина