LM317: Fonte de alimentação de modo de comutação variável (SMPS)

Até agora, neste site, estudamos os circuitos de fonte de alimentação linear baseados em LM317, aqui aprenderemos como um LM317 pode ser executado como energia no modo de perda variável ou SMPS com perda zero.

LM317 como regulador linear

Todos sabemos que um IC LM317 é projetado internamente para funcionar como um IC regulador de tensão linear, que tem uma séria desvantagem na dissipação de energia através do aquecimento. Além disso, essa topologia também exige que a entrada seja pelo menos 3V maior que a saída desejada, adicionando restrições adicionais à configuração do regulador.

Aqui discutimos como o mesmo IC pode ser implementado simplesmente como uma fonte de alimentação variável de 0-40V usando a topologia SMPS e, assim, eliminando as perdas mencionadas no parágrafo anterior.

Modificação do circuito LM317 em um circuito regulador de comutação PWM

O circuito SMPS variável do LM317 explicado aqui converte sem esforço um IC comum do LM317 em uma contraparte da fonte de alimentação do regulador de comutação baseado em indutor, conforme mostrado no diagrama a seguir:

Diagrama de circuito


Referindo-se ao diagrama mostrado acima, podemos ver que o LM317 está configurado em seu modo habitual de regulador variável, mas com algumas partes adicionais na forma de R6, C3 e D1.

Também podemos ver um indutor conectado ao D1 e uma potência associada BJT Q1.

Como funciona

Aqui, o IC LM317 executa duas tarefas juntas. Varia a tensão de saída através do potenciômetro indicado R4 e, por sua vez, faz com que um PWM seja iniciado na base de Q1.

Basicamente, a introdução do R6 / C3 transforma o circuito regulador do LM317 em um circuito oscilador de alta frequência, forçando a saída do LM317 a ligar / desligar rapidamente com um PWM variável, dependendo da configuração do R4.

O BJT Q1, juntamente com o indutor L1 e D1, formam um padrão circuito conversor de dinheiro que é controlado pelo PWM explicado acima, gerado pelo circuito LM317.

Isso implica que enquanto o potenciômetro R4 varia, a largura do pulso de tensão desenvolvida em R1 também varia proporcionalmente, fazendo com que Q1 mude para L1 de acordo com as variáveis ​​PWMs.

Larguras de pulso mais altas permitem que o indutor produza tensões mais altas e vice-versa.

O capacitor C4 garante que a saída flutuante de L1 na saída seja adequadamente suavizada e removida, o que consequentemente melhora a corrente de ondulação em um DC estável.


No circuito de fonte de alimentação proposto para o modo de comutação LM317, uma vez que o LM317 IC não está diretamente envolvido com o manuseio da corrente de carga, ele é impedido de dissipar a corrente e, portanto, garante uma regulação eficiente da alta tensão de entrada nos baixos níveis desejados de tensão de saída.

O design também permite que o usuário atualize o circuito para um circuito SMPS de alta corrente, alterando simplesmente a classificação Q1, L1, D1 para as especificações de corrente de saída necessárias.

O L1 pode ser construído enrolando um fio de cobre esmaltado com dois fios sobre qualquer núcleo de ferrite adequado.

Embora esse circuito SMM LM317 prometa uma perda quase zero, o Q1 deve ser montado em um dissipador de calor e pode ser esperado algum grau de dissipação.

Comentários interessantes de um dos leitores ávidos:

Sr. Swagatam:

Sou EE aposentado, mas ainda tenho interesse em várias áreas. Ele encontrou seu site quando pesquisava fontes de alimentação usando o LM317.

Ele viu o interessante esquema de fonte de alimentação usando o LM317.

Como resultado, o circuito exato aparece no Manual do Regulador de Tensão Nacional de Semicondutores de 1978, com verborragia adicional para explicar seu comportamento.

No entanto, achei ainda mais útil simular o circuito usando o LTSpiceVII (que pode ser baixado e usado gratuitamente) para ter uma idéia melhor de como o circuito funciona com as alterações no valor do componente.

Enfim, decidi digitalizar as duas páginas do Manual de 1978 e enviar um e-mail para você, caso queira publicá-las com o esquema para outras pessoas que possam se interessar em um pouco mais detalhadamente.

Felicidades,

Denton Conrad

Raleigh, NC



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

Status (Não Revisado)

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