LM317 segredos atuais do Boosting !: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Resumo

LM317 é um dos chips reguladores ajustáveis mais populares. A tensão de saída do regulador pode ser ajustada de 1,25 V a 35 V. No entanto, o chip pode fornecer correntes de até 1.5A, o que não é suficiente para algumas aplicações de energia. Neste artigo, discutirei dois métodos de aumento de corrente do LM317, usando transistores de passagem PNP e NPN de potência.

[A] Análise de Circuito

De acordo com a folha de dados do LM317: “O dispositivo LM317 [1, 2] é um regulador de tensão positiva de três terminais ajustável capaz de fornecer mais de 1,5 A em uma faixa de tensão de saída de 1,25 V a 37 V. Requer apenas dois externos resistores para definir a tensão de saída. O dispositivo apresenta uma regulação de linha típica de 0,01% e uma regulação de carga típica de 0,1%. Inclui limitação de corrente, proteção contra sobrecarga térmica e proteção da área de operação segura. A proteção contra sobrecarga permanece funcional, mesmo se o terminal ADJUST for desconectado.” Esta informação nos prova que este dispositivo de 3 terminais barato é adequado para muitas aplicações, mas vem com uma desvantagem para aplicações de energia e que é a limitação do manuseio da corrente de saída do regulador (1,5A nas melhores condições). Este problema pode ser resolvido usando um transistor de potência de passagem.

[A-1] Aumento de corrente usando um transistor de potência PNP (MJ2955)

A Figura 1 mostra o diagrama esquemático do circuito. Este é um circuito regulador de alta corrente ajustável cuja tensão de saída pode ser ajustada usando um potenciômetro de 5K.

Etapa 1: Figura 1: Circuito de reforço de corrente LM317 usando MJ2955

O resistor 10R define o tempo de ligação do transistor de passagem e, a propósito, define quanta corrente deve passar pelo LM317 e MJ2955 [3,4]. Com base neste parâmetro, a taxa de potência do resistor deve ser calculada. 1N4007 é um diodo de proteção e o resistor 270R fornece a corrente do pino ADJ necessária. Conforme mencionado anteriormente, o potenciômetro 5K define a tensão de saída. Capacitores 1000uF, 10uF e 100nF são usados para reduzir ruídos. Não se esqueça de instalar o transistor em um grande dissipador de calor.

[A-2] Aumento de corrente usando um transistor de potência NPN (2N3055)

A Figura-2 mostra o diagrama esquemático do circuito. O resistor de 10K na saída consome uma pequena quantidade de corrente para evitar a saída flutuante e ajuda a estabilizar a tensão de saída. Aqui, 2N3055 [5, 6] também desempenha o papel de transistor de passagem.

Etapa 2: Figura 2: Circuito de reforço de corrente LM317 usando 2N3055

[B] Placa PCB

Os diagramas esquemáticos são simples, então decidi implementá-los em uma placa de prototipagem para testar e mostrar o funcionamento. Decidi testar a figura 1 (aumento de MJ2955). Isso foi demonstrado na figura 3. Se você deseja projetar rapidamente um layout de PCB para os esquemas, pode usar as bibliotecas de componentes SamacSys gratuitas que seguem os padrões de pegada IPC industrial. Para instalar as bibliotecas, você pode baixar / instalar manualmente as bibliotecas ou instalá-las diretamente usando os plug-ins CAD fornecidos [7]. Também existe a opção de comprar / comparar os preços dos componentes originais de distribuidores autorizados.

Etapa 3: Figura 3: Implementação do circuito de reforço usando um MJ2955

[C] Teste e mediçõesVocê pode assistir ao processo de teste completo no vídeo, no entanto, eu também coloquei uma imagem capturada do osciloscópio da saída do circuito. Usei o osciloscópio Siglent SDS1104X-E que oferece um front-end de baixo ruído agradável. Eu pretendia medir a possível ondulação de saída do circuito. A Figura 4 mostra o ruído de saída / ondulação do circuito de reforço de corrente MJ2955. O circuito foi construído na placa de prototipagem e a conexão de aterramento da ponta de prova do osciloscópio foi feita através do cabo de aterramento, portanto, esses ruídos de alta frequência são normais. Se você planeja usar qualquer um desses dois circuitos, projete um PCB adequado para ele e, em seguida, substitua o cabo de aterramento da sonda por uma mola de aterramento, então você pode reexaminar os ruídos de saída.

Etapa 4: Figura 4: Captura do osciloscópio da saída do Booster de corrente (leia o texto)

Referências

Artigo:

[1]: Folha de dados LM317:

[2]: Biblioteca LM317:

[3]: MJ2955 Datashet:

[4]: Biblioteca MJ2955:

[5]: 2N3055 Datahseet:

[6]: Biblioteca 2N3055:

[7]: Plug-ins CAD: