今天我们将学习如何使用LM317作为开关来打开和关闭电源负载。它仍然具有相同的保护性能。即使频率更高。这一切都始于Dave在22Hz时钟脉冲发生器电路中问道:“这是否适用于22vdc电池组,以在60Hz下提供60VAC电压?
我们之前使用过的MM5369 CMOS在使用石英晶体和RC网络时经常用作精密时基。
通常,MM5369需要宽范围的电压(3V–15V)。因此,它绝对不能与22V电压电平一起使用。它输出非常低的电流,因为它是一个专注于节能的小型IC。
该电路的概念
现在让我们看一下我们想要实现的目标的框图。它将帮助我们可视化我们需要的电路创意。
框图 提高MM5369输出的电压。
每个块可分为:
22V 直流电源是该电路中唯一的电源。
12V 稳压器在由 12 伏供电时将提供恒定的 22 伏电压。因为MM5369需要稳定的电压电源(12V固定电压)。
MM5369模块是一个60 HZ脉冲发生器或时基。
控制器的作用类似于一般的开关。它将通过控制MM5369的信号将直流电源的高功率连接到输出。
负载是用于测试电路的器件。它连接到输出端,需要高电流。
重要的一点是,输出信号必须与MM5369的信号具有相同的波形。但它也将具有更高的电压电平,从大约 11V 到 20V。
选择组件
下一步:让我们根据指定的要求选择组件,例如性能、尺寸和价格。
12V 稳压器模块:
我们使用齐纳二极管稳压器来提供稳定的12V电压。由于IC1需要的电流较小,因此像这样的简单电路就足够了。
12V 齐纳多德稳压器电路,采用 22V 输入电压
我们可以通过以下方法轻松计算 R1 的值:
R1 = (Vin-Vic1)/ IIC1 = (22V-12V)/0.02 = 500
输入电压 = 22V, VIC1 = 12V, IIC1 = 0.02A
R1 的额定瓦特不需要超过 0.5 瓦。因为功率(P=VxI)仅承载0.02A x 10V = 0.2瓦。
所以,我们使用R1是470欧姆0.5W
此外,我们添加C1以增加该电路的效率。
控制器块:
最简单和最流行的方法是晶体管。这是一个很好的开关。我们可以像继电器一样,利用基座的低电压电平来控制C-E处的高压负载。但它在高频下效果要好得多。
小型晶体管用作简单的开关
我们使用 S9013 NPN晶体管进行了测试。但它只能与消耗不超过0.2A的负载一起使用。IC1输出端和负载处的信号形状保持不变,但幅度不同。
但是当我们想使用负载时,这会消耗更多的功率。有必要将晶体管更改为可以承受更大电流的晶体管,例如BD139或TIP41。
使用 LM317 作为交换机
但是由于我们现在有很多LM317稳压器。与传统的 TO-220 晶体管相比,它们非常高效且相当便宜。
因此,我们学会更多地使用它真是太好了。
查看数据表,LM317 可以接受 40V 的最大电压和 37V 的最大输出电压,以及 1.5A 的高输出电流。
但有趣的是,当发生短路或过流时,它具有良好的保护系统。
让我们做一个实验。在下面的电路中,断开 R2 并插入 S1 按钮开关。
实验 LM317 作为开关
当不按下S1时,输出电压约为20V。但是当我们按下S1时,电压降低到约1.2V。
然后,我们将 Q1 的 S1 位置更改为充当开关。然后移动 S1 并尝试再次按 S1。为了更清楚地看到效果,我们增加了一个24V3W灯作为负载。(我们使用12V 3W串联灯泡。
当我们释放 S1 时,两个灯泡都会亮起,但是当按下 S1 时,两个灯泡都会正常关闭。
接下来,让我们尝试将所有部件放在一起,将其变成一个完整的电路。
我们会看到灯泡打开。示波器测量的信号非常完整。
A点(IC1的输出)和B点(输出)的信号具有180度的相位差或反相。
LM317 的输出与 MM180 的输入信号异相 5369 度。
当将负载更改为消耗更多功率的负载时,LM317仍可正常工作。它可以提供1.5A的最大电流。我们还可以用VR1调整输出信号的幅度,例如到15V或18V等。
结论
通过解决这个问题,我们使用了LM317。效果很好。虽然它并不完美,但它可以帮助我们学会更多地使用 LM317。
我们对LM317作为交换机非常满意,因为它非常灵活。
但它有一些限制:
最低电压电平不是0V(而是1.2V)。
当频率电平高于1kHz时,信号可能会失真。
LM317 内始终存在损耗水平。如实验所示,如果输入电压系统为22V,则输出的电压将仅为20V左右。
如果要降低这种电压损耗,则应使用晶体管代替。但是由于我们还没有这种晶体管,我们现在无法对其进行实验。
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