Regulador de voltaje LM317 con aumento de corriente alto por 3 npn transistores

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Estoy construyendo un rectificador (~ 230V + -10% / 50Hz) con regulador de voltaje desde cero. Mi salida debe ser de 3.3 V con una corriente máxima (antes del activador de protección contra cortocircuito) de 16A. Elegítrestransistoresnpnenparaleloparaaumentarmicorriente(2N3055)hasta16amperiosycalculélasresistencias,potenciasytemperaturasrespectivasparafuncionarcorrectamenteconelementosreales.Sinembargo,tengoproblemasenmissimulacionesylasalidanoseacercaaloqueespero.Vinesloquetendrédespuésdemitransformador,rectificadoryfiltroLC,alrededorde7Vconpulsosde80mV.Icatravésdecadatransistordebeser~5.33A.

Sinembargo,duranteunasimulaciónconunacargade0,22ohmios,seesperaunacorrientede15A,peroestoesloqueobtengo.

Voutesalrededorde2.1VyIoutes9.45A.¿Porqué?

TambiénquieroagregarunaproteccióncontracortocircuitosactivadaporIoutmayorque16A.

Supongoquedeberíaserconuntransistorpnpyunaresistencia,peronoestoysegurodecómocalcularydóndeconectarlo.

Aquíhayunahojadedatos2N3055 2N3055 y la hoja de datos LM317 LM317

    
pregunta atkristin

2 respuestas

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Vout es alrededor de 2.1V y Iout es 9.45A. ¿Por qué?

Sus comentarios se están tomando del pin OUT del chip regulador.

El voltaje allí es de aproximadamente 3.3 V.

Pero desde allí hasta la carga, hay una caída de Vbe (probablemente de 0,8-1,0 V con este tipo de corrientes), y una caída en las resistencias de 0,11 ohmios (0,5-0,6 V cuando llegue a la corriente de carga que desea ).

\ $ 3.3-1.5 \ approx 1.8 \ $, pero la salida será un poco más alta ya que reducir la tensión de salida también reduce la corriente de carga. Por lo tanto, su resultado está aproximadamente en el rango que debería esperar.

Intente obtener comentarios del nodo real en el que desea regular el voltaje (sería más fácil decir cuál de ellos etiquetó sus nodos).

    
respondido por el The Photon
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Aunque no he intentado específicamente un \ $ 15 \: \ text {A} \ $ aumentado LM317 antes, esto está en la línea de lo que primero probaría. Esto se toma aproximadamente de la Figura 23 que mencionó:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

En este caso, opté por los dispositivos de la serie D44 / D45. (La versión PNP tiene simplemente un efecto temprano HORRIBLE, pero no es un gran problema aquí).

Los valores de \ $ R_6 \ $, \ $ R_8 \ $ y \ $ R_9 \ $ se establecen en algún lugar desde \ $ 150-200 \: \ text {mV} \ $ a plena carga. Deberán tener una clasificación de al menos \ $ 1 \: \ text {W} \ $, pero no me sentiré cómodo con menos de \ $ 2 \: \ text {W} \ $ resistores allí. Si ajusta esos valores, tenga en cuenta la pregunta de disipación. Estás hablando de mucha corriente.

Para reducir la oscilación, realmente desea un poco de ESR en \ $ C_2 \ $ para agregar un buen 'cero'. Si ve oscilación en la salida, intente agregar una resistencia de serie pequeña a \ $ C_2 \ $. \ $ 15-39 \: \ text {m} \ Omega \ $ (como se muestra con \ $ R_ {10} \ $) debe poner un rizo en la oscilación. Puede hacer provisiones para él y saltarlo, sin usar una resistencia, si su salida parece estar bien con el condensador de salida que seleccionó. Pero aquí hay uno de esos casos en los que el ESR del capacitor de salida es realmente bueno.

Su esquema muestra una entrada de CA. Eso no es bueno. Espero que tu esquema se haya equivocado, allí.

Dado que la especificación mínima para el LM317 es \ $ 3 \: \ text {V} \ $ desde el terminal de entrada al terminal de salida, el circuito agregado externo siempre tendrá espacio suficiente para operar siempre que proporcione esa diferencia.

Tenga en cuenta que se trata de una fuente de alimentación lineal. Con una sobrecarga de \ $ \ approx 3.3 \: \ text {V} \ $ y una sobrecarga de \ $ \ approx 3 \: \ text {V} \ $, tendrá una eficiencia un poco mejor que el 50%. A plena carga, tendrá \ $ \ ge 45 \: \ text {W} \ $ desperdiciado la disipación, sin contar la disipación de la carga. Y más que eso, probablemente, porque esto ignora lo que sea que haya suministrado el voltaje de CC de entrada no regulado, donde es probable que tenga aún más disipación en los rectificadores de diodo de CA, etc.

Aunque tal vez \ $ 3 \: \ text {W} \ $ la disipación pueda ocurrir en las resistencias del emisor, eso deja un poco más de todo con los BJT de bypass. Deshacerse de \ $ 15 \: \ text {W} \ $ cada uno será el desafío. Tenga en cuenta que si desea permitir una temperatura de unión máxima, por ejemplo, \ $ 100 \: ^ \ circ \ text {C} \ $, y la temperatura ambiente más desfavorable que le interesa soportar es \ $ 45 \: ^ \ circ \ text { C} \ $, entonces esto significa que necesita \ $ \ frac {100 ^ \ circ \: \ text {C} -45 ^ \ circ \: \ text {C}} {15 \: \ text {W}} \ aprox. 3.7 \: \ frac {^ \ circ \ text {C}} {\ text {W}} \ $. Para las partes que mencioné, la unión al caso ya es \ $ 1.8 \: \ frac {^ \ circ \ text {C}} {\ text {W}} \ $. Eso te deja solo \ $ 1.9 \: \ frac {^ \ circ \ text {C}} {\ text {W}} \ $ para lo que uses como disipador de calor más la interfaz de enlace entre los BJT y ese disipador de calor. Eso no es mucho para trabajar.

Supongo que deberías considerar poner más disipación en las resistencias del emisor. Más degeneración no te hará daño. Elegí establecerlos en aproximadamente una resistencia mínima para el circuito, por lo que aumentar sus valores estará bien. (No los disminuya mucho, sin embargo.) Debe resolver este acto de equilibrio por su cuenta.

    
respondido por el jonk

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