O popular regulador de tensão LM317 IC foi projetado para fornecer não mais que 1,5 amperes, no entanto, adicionando um transistor de aumento de corrente externo ao circuito, torna-se possível atualizar o circuito regulador para lidar com correntes muito mais altas e até qualquer nível desejado.
Você já deve ter se deparado com o circuito regulador de tensão fixa 78XX que é atualizado 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 para este versátil circuito regulador de tensão variável para atualize suas especificações para lidar com grandes quantidades de corrente.
O circuito padrão LM317
A imagem a seguir mostra o circuito regulador de tensão variável padrão 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 24V com uma alimentação de entrada de 30V. No entanto, se considerarmos a faixa de corrente, não é mais do que 1,5 amperes, independentemente da corrente de alimentação de entrada, pois o chip é equipado internamente para permitir apenas até 1,5 amperes e inibir qualquer coisa que possa exigir acima desse limite.
O design mostrado acima, que é limitado com uma corrente máxima de 1,5 amp, pode ser atualizado com um transistor PNP externo para aumentar a corrente no mesmo nível da corrente de alimentação de entrada, o que significa que uma vez que essa atualização seja 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, ignorando 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
VO = VREFERÊNCIA (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)
onde é = VREFERÊNCIA = 1,25
O ADJ atual pode ser realmente ignorado, pois geralmente é em torno de 50 µA e, portanto, muito insignificante.
Adicionando um Mosfet Booster 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 mantendo as coisas compactas e permitindo uma enorme atualização de corrente no especificações.
No projeto acima, Rx se torna responsável por fornecer o gatilho do gate para o mosfet para que ele seja capaz de conduzir em conjunto com o LM317 IC e reforçar o dispositivo com a quantidade extra de corrente conforme especificado pela fonte de entrada.
Inicialmente, quando a entrada de energia é alimentada ao circuito, a carga conectada que pode ser classificada em muito mais de 1,5 amperes tenta adquirir essa corrente através do LM317 IC e, no processo, uma quantidade proporcional de tensão negativa é desenvolvida em RX, causando a mosfet para responder e ligar.
Assim que o mosfet é acionado, toda a alimentação de entrada tende a fluir através da carga com a corrente excedente, mas como a tensão também começa a aumentar além da configuração do potenciômetro LM317, faz com que o LM317 fique com polarização reversa.
Esta ação no momento desliga o LM317 que por sua vez desliga a tensão através de 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 novamente, permitindo que o processo se sustente infinitamente com a regulação de tensão pretendida e especificações de alta corrente.
Calculando o resistor da porta Mosfet
Rx pode ser calculado como indicado em:
Rx = 10/1A,
onde 10 é a tensão ideal de disparo do mosfet e 1 amp é a corrente ideal através do IC antes que Rx desenvolva essa tensão.
Portanto, Rx pode ser um resistor de 10 ohms, com uma potência de 10 x 1 = 10 watts
Se for usado um BJT de potência, 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, pois o recurso remove completamente o IC de seu recurso de limitação de corrente, o que pode fazer com que o mosfet exploda ou queime caso a saída seja curta circuito.
Para combater essa 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 contra-tensão através de si mesmo sempre que a corrente de saída for excedida acima de um determinado limite máximo, de modo que a contra-tensão na fonte do mosfet iniba a tensão de disparo do portão do mosfet, forçando um desligamento completo para o mosfet , e evitando assim que o mosfet seja queimado.
Essa modificação parece bastante simples, no entanto, calcular Ry pode ser um pouco confuso e não desejo investigá-la mais profundamente, pois tenho uma idéia mais decente e confiável, que também pode executar um controle de corrente completo para o transistor de impulso 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 impulso e também uma proteção contra curto-circuito e sobrecarga pode ser visto abaixo:
Um par de resistores e um BC547 BJT é tudo o que pode ser necessário para inserir a proteção de curto-circuito desejada no circuito de aumento de corrente modificado para o IC LM317.
Agora calcular Ry fica 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 esse limite seja especificado como 10 amperes, então Ry pode ser calculado como:
Ry = 0,7/10 = 0,07 ohms.
watts = 0,7 x 10 = 7 watts.
Então agora sempre que a corrente tende a cruzar o limite acima, o BC547 conduz, aterrando o pino ADJ do IC e desligando o Vout para o LM317
Usando BJTs para o impulso atual
Se você não estiver muito interessado em usar o mosfet, nesse caso provavelmente poderá aplicar BJTs para o aumento de corrente necessário, conforme mostrado no diagrama a seguir:
Cortesia: Texas Instruments
Regulador de alta corrente LM317 ajustável de tensão/corrente
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 com o pino ADJ do LM317.
No entanto, a configuração do amplificador operacional é especificamente incluída para apresentar o útil ajuste de alta corrente em escala completa, variando do mínimo ao máximo de 5 Amp.
O aumento de alta corrente de 5 amperes disponível neste projeto pode ser aumentado para 10 amperes, atualizando adequadamente o transistor externo MJ4502 PNP.
O pino de entrada inversor #2 do amplificador operacional é usado 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 se torne baixa assim que a corrente máxima definida for excedida.
A baixa saída do amplificador operacional aterra o pino ADJ do LM317 desligando-o e também a fonte de saída, que por sua vez reduz rapidamente a corrente de saída e restaura o funcionamento do LM317. A operação contínua ON/OFF 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.
Outro circuito LM317 de alta corrente com circuito de corrente ajustável
O projeto a seguir também descreve um dispositivo LM317 configurado com um transistor externo externo para obter uma saída de alta corrente aprimorada.
No entanto, este circuito inclui um recurso de controle de corrente aprimorado, que é totalmente ajustável por meio de uma predefinição.
A ideia é realmente simples. O resistor R2 é manipulado como o resistor do sensor de corrente.
Quando a corrente de saída excede o limite máximo desejado, um potencial proporcionalmente aumentado é desenvolvido através do resistor R2.
Esta corrente é aplicada na base T2, dependendo do ajuste do preset P1.
Quando isso acontece, T2 conduz e fornece a polarização de base necessária para o transistor BC547 conectado.
O BC547 agora começa a conduzir aterrando o pino ADJ do LM317.
Isso faz com que o LM317 desligue e evite que a corrente de saída exceda mais.
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FONTE
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