LM317 com circuito de reforço de corrente externa

O popular IC regulador de tensão LM317 é projetado para fornecer não mais do que 1,5 amperes, no entanto, adicionando um transistor de reforço de corrente externo ao circuito, torna-se possível atualizar o circuito regulador para lidar com correntes muito mais altas e até quaisquer níveis desejados.

Você já deve ter encontrado o Circuito regulador de tensão fixa 78XX que são atualizados para lidar com correntes mais altas adicionando um transistor de potência externo a ele, o IC LM317 não é exceção e o mesmo pode ser aplicado a este circuito regulador de tensão variável versátil para atualizar suas especificações para lidar com grandes quantidades de corrente.

O circuito padrão LM317

A imagem a seguir mostra o padrão Circuito regulador de tensão variável IC LM317 , usando um mínimo de componentes na forma de um único resistor fixo e um potenciômetro de 10K.

Esta configuração deve oferecer uma faixa variável de zero a 24 V com uma alimentação de entrada de 30 V. No entanto, se considerarmos a faixa de corrente, não é mais do que 1,5 ampere, independentemente da corrente de alimentação de entrada, uma vez que o chip é equipado internamente para permitir apenas até 1,5 ampere e inibir qualquer coisa que possa ser exigente acima deste limite.

O design mostrado acima, que é limitado a uma corrente máxima de 1,5 amp, pode ser atualizado com um transistor PNP externo para aumentar a corrente em paridade com a corrente de alimentação de entrada, o que significa que uma vez que esta atualização for implementada, o circuito acima manterá sua regulação de tensão variável ainda será capaz de oferecer a corrente de entrada de alimentação total para a carga, contornando o recurso de limitação de corrente interna do IC.

Calculando a tensão de saída

Para calcular a tensão de saída de um circuito de fonte de alimentação LM317, a seguinte fórmula pode ser usada

VOU= VREF(1 + R2 / R1) + (IADJ× R2)

onde está = VREF = 1,25

O ADJ atual pode ser realmente ignorado, pois geralmente é em torno de 50 µA e, portanto, é muito insignificante.

Adicionando um amplificador Mosfet externo

Esta atualização de aumento de corrente pode ser implementada adicionando um transistor PNP externo que pode estar na forma de um BJT de potência ou um mosfet de canal P, como mostrado abaixo, aqui usamos um mosfet para manter as coisas compactas e permitir uma grande atualização de corrente no especificações.

No projeto acima, Rx se torna responsável por fornecer o gatilho de porta para o mosfet de forma que ele seja capaz de conduzir em conjunto com o LM317 IC e reforçar o dispositivo com a quantidade extra de corrente especificada pela fonte de entrada.

Inicialmente, quando a entrada de energia é alimentada para o circuito, a carga conectada que poderia ser classificada em muito mais do que 1,5 amperes tenta adquirir esta corrente através do LM317 IC, e no processo uma quantidade proporcional de voltagem negativa é desenvolvida em RX, causando o mosfet para responder e ligar.

Assim que o mosfet é acionado, toda a alimentação de entrada tende a fluir pela carga com a corrente excedente, mas como a tensão também começa a aumentar além da configuração do potenciômetro do LM317, faz com que o LM317 seja polarizado reversamente.

No momento, esta ação desliga o LM317 que, por sua vez, desliga a tensão em Rx e a alimentação do portão para o mosfet.

Portanto, o mosfet também tende a desligar por um instante até que o ciclo se perpetue mais uma vez, permitindo que o processo seja sustentado infinitamente com a regulação de tensão pretendida e especificações de alta corrente.

Calculando o resistor Mosfet Gate

Rx pode ser calculado conforme indicado em:

Rx = 10 / 1A,

onde 10 é a tensão ideal de disparo do mosfet e 1 ampere é a corrente ótima através do IC antes que Rx desenvolva esta tensão.

Portanto, Rx pode ser um resistor de 10 ohms, com uma classificação de potência de 10 x 1 = 10 watt

Se um BJT de alimentação for usado, a figura 10 pode ser substituída por 0,7V

Embora o aplicativo de aumento de corrente acima usando o mosfet pareça interessante, ele tem uma séria desvantagem, já que o recurso retira completamente o IC de seu recurso de limitação de corrente, o que pode fazer o mosfet explodir ou queimar caso a saída seja curta circuited.

Para contrariar esta vulnerabilidade de sobrecorrente ou curto-circuito, outro resistor na forma de Ry pode ser introduzido com o terminal de fonte do mosfet conforme indicado no diagrama a seguir.

O resistor Ry deve desenvolver uma tensão do contador em si mesmo sempre que a corrente de saída é excedida acima de um determinado limite máximo, de modo que a tensão do contador na fonte do mosfet inibe a tensão de disparo do gate do mosfet, forçando um desligamento completo do mosfet , evitando assim que o mosfet seja queimado.

Esta modificação parece muito simples, no entanto, calcular o Ry pode ser um pouco confuso e não desejo investigá-lo mais profundamente, pois tenho uma ideia mais decente e confiável que também pode executar um controle de corrente completo para o transistor de reforço externo LM317 discutido circuito de aplicação.

Usando um BJT para controle de corrente

O projeto para fazer o projeto acima equipado com uma corrente de reforço e também uma proteção contra curto-circuito e sobrecarga pode ser visto abaixo:

Um par de resistores e um BJT BC547 é tudo o que pode ser necessário para inserir o desejado proteção de curto-circuito para o circuito de reforço de corrente modificado para o IC LM317.

Agora, o cálculo de Ry se torna extremamente fácil e pode ser avaliado com a seguinte fórmula:

Ry = 0,7 / limite de corrente.

Aqui, 0,7 é a tensão de disparo do BC547 e o 'limite de corrente' é a corrente máxima válida que pode ser especificada para uma operação segura do mosfet, digamos que este limite seja especificado em 10 amperes, então Ry pode ser calculado como:

Ry = 0,7 / 10 = 0,07 ohms.

watts = 0,7 x 10 = 7 watts.

Portanto, agora, sempre que a corrente tende a ultrapassar o limite acima, o BC547 conduz, aterrando o pino ADJ do IC e desligando o Vout do LM317

Usando BJTs para o impulso atual

Se você não estiver muito interessado em usar o mosfet, nesse caso você provavelmente poderia aplicar BJTs para o aumento de corrente necessário, conforme mostrado no diagrama a seguir:

Cortesia: Instrumentos Texas

Regulador de alta corrente LM317 de tensão / corrente ajustável

O circuito a seguir mostra uma fonte de alimentação de alta corrente baseada em LM317 altamente regulada, que fornecerá uma corrente de saída de mais de 5 amperes e uma tensão variável de 1,2 V a 30 V.

Na figura acima podemos ver que a regulação de tensão é implementada na configuração padrão do LM317 através do potenciômetro R6 que é conectado ao pino ADJ do LM317.

No entanto, a configuração do amplificador operacional é incluída especificamente para apresentar o útil ajuste de alta corrente em escala total, variando do mínimo ao máximo de 5 Amp.

O reforço de alta corrente de 5 amperes disponível neste projeto pode ser aumentado ainda mais para 10 amps atualizando adequadamente o transistor externo MJ4502 PNP.

A entrada inversora pino # 2 do amplificador operacional é usada como entrada de referência que é definida pelo potenciômetro R2. A outra entrada não inversora é usada como sensor de corrente. A tensão desenvolvida em R6 através do resistor limitador de corrente R3 é comparada com a referência R2, que permite que a saída do amplificador operacional fique baixa assim que a corrente máxima definida for excedida.

A saída baixa do amplificador operacional aterra o pino ADJ do LM317 desligando-o e também a alimentação de saída, que por sua vez reduz rapidamente a corrente de saída e restaura o funcionamento do LM317. A operação contínua de LIGAR / DESLIGAR garante que a corrente nunca ultrapasse o limite definido ajustado por R2.

O nível máximo de corrente também pode ser modificado ajustando o valor do resistor de limite de corrente R3.