Alimentation à découpage variable LM317 (SMPS)

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Jusqu'à présent, dans ce site Web, nous avons étudié les circuits d'alimentation linéaire basés sur le LM317, nous allons apprendre ici comment un LM317 peut être exécuté en tant que puissance à découpage variable ou SMPS sans perte.

LM317 comme régulateur linéaire

Nous savons tous qu'un CI LM317 est conçu en interne pour fonctionner comme un CI régulateur de tension linéaire, ce qui présente un grave inconvénient de dissipation de puissance par chauffage. De plus, une telle topologie nécessite également que l'entrée soit au minimum 3 V plus élevée que la sortie souhaitée, ajoutant des restrictions supplémentaires à la configuration de régulateur donnée.



Ici, nous discutons comment le même IC pourrait être simplement implémenté en tant que Alimentation variable 0-40V en utilisant la topologie SMPS et donc en éliminant les pertes mentionnées dans le paragraphe ci-dessus.

Modification du circuit LM317 en un circuit de régulateur de commutation PWM

Le circuit SMPS variable LM317 expliqué ici convertit sans effort un IC LM317 ordinaire en un homologue d'alimentation de régulateur de commutation basé sur un inducteur, comme illustré dans le schéma suivant:



Schéma

En se référant au schéma ci-dessus, nous pouvons voir que le LM317 est configuré dans son régulateur variable mode mais avec quelques pièces supplémentaires sous la forme de R6, C3 et D1.

On peut également voir une inductance attachée avec D1 et une puissance associée BJT Q1.

Comment ça fonctionne

Ici, le LM317 IC effectue deux tâches ensemble. Il fait varier la tension de sortie à travers le potentiomètre R4 indiqué et, à son tour, amène un PWM à démarrer pour la base de Q1.

Fondamentalement, l'introduction de R6 / C3 transforme le circuit régulateur LM317 en un circuit oscillateur haute fréquence, forçant la sortie du LM317 à s'allumer / s'éteindre rapidement avec un PWM variable, qui dépend du réglage de R4.

Le BJT Q1 avec l'inductance L1 et D1 forme une norme circuit convertisseur abaisseur qui est contrôlé par le PWM expliqué ci-dessus généré par le circuit LM317.

Cela implique que, tandis que le potentiomètre R4 varie, la largeur d'impulsion de tension développée aux bornes de R1 varie également proportionnellement, amenant Q1 à commuter L1 en fonction des PWM variables.

Des largeurs d'impulsion plus élevées permettent à l'inducteur de produire des tensions plus élevées et vice versa.

Le condensateur C4 garantit que la sortie fluctuante de L1 à la sortie est correctement lissée et éliminée, ce qui améliore par conséquent le courant d'ondulation en un CC stable.

Dans le circuit d'alimentation à découpage LM317 proposé, puisque l'IC LM317 n'est pas directement impliqué dans la gestion du courant de charge, il ne peut pas dissiper le courant et assure ainsi une régulation efficace de la tension d'entrée élevée dans les niveaux de tension de sortie bas souhaités.

La conception permet également à l'utilisateur de mettre à niveau le circuit en un circuit SMPS à courant élevé simplement en changeant la cote Q1, L1, D1 selon les spécifications de courant de sortie requises.

L1 peut être construit en enroulant un fil de cuivre émaillé bifilaire sur n'importe quel noyau de ferrite approprié.

Bien que ce circuit SMPS LM317 promette une sortie de perte proche de zéro, Q1 doit être monté sur un dissipateur thermique et un certain degré de dissipation peut en être attendu.

Commentaires intéressants de l'un des lecteurs avides:

M. Swagatam:

Je suis une EE à la retraite, mais je continue de m'intéresser à divers domaines. Je suis tombé sur votre site Web lorsque je recherchais des alimentations utilisant LM317.

Vu le schéma intéressant d'alimentation à découpage en utilisant le LM317.

Il s'avère que le circuit exact apparaît dans le manuel du régulateur de tension national des semi-conducteurs de 1978, avec un verbiage supplémentaire pour expliquer son comportement.

Cependant, j'ai trouvé encore plus utile de simuler le circuit à l'aide de LTSpiceVII (qui est gratuit à télécharger et à utiliser) pour avoir une meilleure idée du fonctionnement du circuit avec les changements de valeur des composants.

Quoi qu'il en soit, j'ai décidé de numériser les deux pages du manuel de 1978 et de vous envoyer un e-mail au cas où vous voudriez les afficher avec le schéma pour d'autres qui pourraient être intéressés par un peu plus de détails.

Salutations,

Denton Conrad

Raleigh, Caroline du Nord




Une paire de: Comment faire un circuit de compteur de pollution atmosphérique à LED avec Arduino Un article: Circuit de simulateur MPPT basé sur LM317 unique