인기있는 LM317 전압 조정기 IC는 1.5A 이하를 제공하도록 설계되었지만 회로에 외부 전류 부스트 트랜지스터를 추가하면 조정기 회로를 업그레이드하여 훨씬 더 높은 전류를 원하는 수준까지 처리 할 수 있습니다.
당신은 이미 78XX 고정 전압 조정기 회로 외부 전력 트랜지스터를 추가하여 더 높은 전류를 처리하도록 업그레이드 된 IC LM317도 예외는 아니며 대량의 전류 처리를위한 사양을 업그레이드하기 위해이 다목적 가변 전압 조정기 회로에 동일하게 적용될 수 있습니다.
표준 LM317 회로
다음 이미지는 표준을 보여줍니다. IC LM317 가변 전압 조정기 회로 , 단일 고정 저항과 10K 포트 형태의 최소한의 구성 요소를 사용합니다.
이 설정은 30V의 입력 공급으로 0 ~ 24V의 가변 범위를 제공합니다. 그러나 전류 범위를 고려하면 입력 공급 전류에 관계없이 1.5A 이하입니다. 칩이 내부적으로 최대 1.5A 만 허용하고이 제한을 초과 할 수있는 모든 것을 억제하도록 장착되어 있기 때문입니다.
1.5A 최대 전류로 제한되는 위에 표시된 설계는 입력 공급 전류와 동등하게 전류를 높이기 위해 외부 PNP 트랜지스터로 업그레이드 할 수 있습니다. 즉,이 업그레이드가 구현되면 위의 회로가 가변 전압 조정을 유지합니다. 기능은 IC의 내부 전류 제한 기능을 우회하여 부하에 전체 공급 입력 전류를 제공 할 수 있습니다.
출력 전압 계산
LM317 전원 공급 장치 회로의 출력 전압을 계산하기 위해 다음 공식을 사용할 수 있습니다.
V또는= VREF(1 + R2 / R1) + (나ADJ× R2)
어디 = VREF = 1.25
전류 ADJ는 일반적으로 약 50µA이므로 무시할 수 있으므로 실제로 무시할 수 있습니다.
아웃 보드 Mosfet 부스터 추가
이 전류 부스트 업그레이드는 아래와 같이 전력 BJT 또는 P 채널 MOSFET의 형태 일 수있는 외부 PNP 트랜지스터를 추가하여 구현할 수 있습니다. 여기서는 MOSFET을 사용하여 사물을 컴팩트하게 유지하고 대규모 전류 업그레이드를 허용합니다. 명세서.
위의 설계에서 Rx는 MOSFET에 게이트 트리거를 제공하여 LM317 IC와 함께 전도하고 입력 전원에 지정된 추가 전류로 장치를 강화할 수 있도록합니다.
처음에는 전원 입력이 회로에 공급 될 때 1.5A보다 훨씬 높은 정격이 될 수있는 연결된 부하가 LM317 IC를 통해이 전류를 획득하려고 시도하고 그 과정에서 RX에 비례하는 양의 음 전압이 발생하여 mosfet에 응답하고 스위치를 켭니다.
MOSFET이 트리거 되 자마자 전체 입력 전원이 잉여 전류로 부하를 가로 질러 흐르는 경향이 있지만 전압도 LM317 포트 설정 이상으로 증가하기 시작하기 때문에 LM317이 역방향 바이어스가됩니다.
이 동작은 LM317을 끄고 Rx의 전압과 MOSFET에 대한 게이트 공급을 차단합니다.
따라서 MOSFET도 사이클이 계속 지속될 때까지 잠시 꺼지는 경향이있어 프로세스가 의도 된 전압 조정 및 고전류 사양으로 무한히 지속될 수 있습니다.
MOSFET 게이트 저항기 계산
Rx는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
Rx = 10 / 1A,
여기서 10은 최적의 MOSFET 트리거링 전압이고 1A는 Rx가이 전압을 발생시키기 전에 IC를 통한 최적의 전류입니다.
따라서 Rx는 10 ohm 저항이 될 수 있으며 와트 정격은 10 x 1 = 10 와트입니다.
전원 BJT를 사용하는 경우 그림 10을 0.7V로 대체 할 수 있습니다.
MOSFET을 사용하는 위의 전류 부스트 애플리케이션이 흥미로워 보이지만이 기능은 IC를 전류 제한 기능에서 완전히 제거하여 출력이 짧은 경우 MOSFET이 폭발하거나 화상을 입을 수 있기 때문에 심각한 단점이 있습니다. 회로.
이 과전류 또는 단락 취약성에 대응하기 위해 다음 다이어그램에 표시된대로 MOSFET의 소스 단자와 함께 Ry 형태의 또 다른 저항을 도입 할 수 있습니다.
저항 Ry는 출력 전류가 주어진 최대 한계를 초과 할 때마다 자체적으로 카운터 전압을 발생시켜 MOSFET 소스의 카운터 전압이 MOSFET의 게이트 트리거 전압을 억제하여 MOSFET에 대한 완전한 차단을 강제합니다. , 따라서 mosfet가 타는 것을 방지합니다.
이 수정은 매우 간단 해 보이지만 Ry를 계산하는 것은 약간 혼란 스러울 수 있으며 논의 된 LM317 아웃 보드 부스트 트랜지스터에 대해 완전한 전류 제어를 실행할 수있는 더 괜찮고 신뢰할 수있는 아이디어를 가지고 있기 때문에 더 깊이 조사하고 싶지 않습니다. 응용 회로.
전류 제어에 BJT 사용
위의 설계에 부스트 전류와 단락 및 과부하 보호 기능을 갖춘 설계를 아래에서 볼 수 있습니다.
두 개의 저항과 BC547 BJT는 원하는 것을 삽입하는 데 필요한 모든 것입니다. LM317 IC의 수정 된 전류 부스트 회로에 대한 단락 보호.
이제 Ry 계산이 매우 쉬워지며 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.
Ry = 0.7 / 전류 제한.
여기서 0.7은 BC547의 트리거링 전압이고 '전류 제한'은 MOSFET의 안전한 작동을 위해 지정할 수있는 최대 유효 전류입니다.이 제한이 10amps로 지정되었다고 가정하면 Ry는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
Ry = 0.7 / 10 = 0.07 옴.
와트 = 0.7 x 10 = 7 와트.
따라서 전류가 위의 한계를 초과하는 경향이있을 때마다 BC547이 전도하여 IC의 ADJ 핀을 접지하고 LM317의 Vout을 차단합니다.
전류 부스트에 BJT 사용
mosfet 사용에 너무 관심이 없다면 다음 다이어그램과 같이 필요한 전류 부스팅에 BJT를 적용 할 수 있습니다.
예의: 텍사스 인스트루먼트
가변 전압 / 전류 LM317 고전류 레귤레이터
다음 회로는 5A 이상의 출력 전류와 1.2V ~ 30V의 가변 전압을 제공하는 고도로 조정 된 LM317 기반 고전류 전원 공급 장치를 보여줍니다.
위의 그림에서 LM317의 ADJ 핀과 연결된 R6 포트를 통해 표준 LM317 구성에서 전압 조정이 구현되었음을 알 수 있습니다.
그러나 연산 증폭기 구성은 최소에서 최대 5Amp 제어에 이르는 유용한 풀 스케일 고전류 조정 기능을 제공하기 위해 특별히 포함됩니다.
이 설계에서 사용할 수있는 5A 고전류 부스트는 MJ4502 PNP 선외 트랜지스터를 적절하게 업그레이드하여 10A로 더 늘릴 수 있습니다.
연산 증폭기의 반전 입력 핀 # 2는 포트 R2에 의해 설정된 참조 입력으로 사용됩니다. 다른 비 반전 입력은 전류 센서로 사용됩니다. 전류 제한 기 저항 R3을 통해 R6에서 발생하는 전압은 최대 설정 전류가 초과되는 즉시 연산 증폭기의 출력이 낮아 지도록 허용하는 R2 기준과 비교됩니다.
연산 증폭기의 낮은 출력은 LM317의 ADJ 핀을 접지하여 차단하고 출력 공급 장치를 접지하여 출력 전류를 빠르게 줄이고 LM317 작동을 복원합니다. 지속적인 ON / OFF 작동은 전류가 R2에 의해 조정 된 설정 임계 값을 초과하지 않도록합니다.
최대 전류 레벨은 전류 제한 저항 R3의 값을 조정하여 수정할 수도 있습니다.
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