如何使用LM317作為開關(guān)來(lái)打開和關(guān)閉電源負(fù)載

今天我們將學(xué)習(xí)如何使用LM317作為開關(guān)來(lái)打開和關(guān)閉電源負(fù)載。它仍然具有相同的保護(hù)性能。即使頻率更高。這一切都始于Dave在22Hz時(shí)鐘脈沖發(fā)生器電路中問道：“這是否適用于22vdc電池組，以在60Hz下提供60VAC電壓？

我們之前使用過的MM5369 CMOS在使用石英晶體和RC網(wǎng)絡(luò)時(shí)經(jīng)常用作精密時(shí)基。

通常，MM5369需要寬范圍的電壓（3V–15V）。因此，它絕對(duì)不能與22V電壓電平一起使用。它輸出非常低的電流，因?yàn)樗且粋€(gè)專注于節(jié)能的小型IC。

該電路的概念

現(xiàn)在讓我們看一下我們想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)的框圖。它將幫助我們可視化我們需要的電路創(chuàng)意。

框圖 提高M(jìn)M5369輸出的電壓。

每個(gè)塊可分為：

22V 直流電源是該電路中唯一的電源。

12V 穩(wěn)壓器在由 12 伏供電時(shí)將提供恒定的 22 伏電壓。因?yàn)镸M5369需要穩(wěn)定的電壓電源（12V固定電壓）。

MM5369模塊是一個(gè)60 HZ脈沖發(fā)生器或時(shí)基。

控制器的作用類似于一般的開關(guān)。它將通過控制MM5369的信號(hào)將直流電源的高功率連接到輸出。

負(fù)載是用于測(cè)試電路的器件。它連接到輸出端，需要高電流。

重要的一點(diǎn)是，輸出信號(hào)必須與MM5369的信號(hào)具有相同的波形。但它也將具有更高的電壓電平，從大約 11V 到 20V。

選擇組件

下一步：讓我們根據(jù)指定的要求選擇組件，例如性能、尺寸和價(jià)格。

12V 穩(wěn)壓器模塊：

我們使用齊納二極管穩(wěn)壓器來(lái)提供穩(wěn)定的12V電壓。由于IC1需要的電流較小，因此像這樣的簡(jiǎn)單電路就足夠了。

12V 齊納多德穩(wěn)壓器電路，采用 22V 輸入電壓

我們可以通過以下方法輕松計(jì)算 R1 的值：

R1 = （Vin-Vic1）/ IIC1 = （22V-12V）/0.02 = 500

輸入電壓 = 22V， VIC1 = 12V， IIC1 = 0.02A

R1 的額定瓦特不需要超過 0.5 瓦。因?yàn)楣β剩≒=VxI）僅承載0.02A x 10V = 0.2瓦。

所以，我們使用R1是470歐姆0.5W

此外，我們添加C1以增加該電路的效率。

控制器塊：

最簡(jiǎn)單和最流行的方法是晶體管。這是一個(gè)很好的開關(guān)。我們可以像繼電器一樣，利用基座的低電壓電平來(lái)控制C-E處的高壓負(fù)載。但它在高頻下效果要好得多。

小型晶體管用作簡(jiǎn)單的開關(guān)

我們使用 S9013 NPN晶體管進(jìn)行了測(cè)試。但它只能與消耗不超過0.2A的負(fù)載一起使用。IC1輸出端和負(fù)載處的信號(hào)形狀保持不變，但幅度不同。

但是當(dāng)我們想使用負(fù)載時(shí)，這會(huì)消耗更多的功率。有必要將晶體管更改為可以承受更大電流的晶體管，例如BD139或TIP41。

使用 LM317 作為交換機(jī)

但是由于我們現(xiàn)在有很多LM317穩(wěn)壓器。與傳統(tǒng)的 TO-220 晶體管相比，它們非常高效且相當(dāng)便宜。

因此，我們學(xué)會(huì)更多地使用它真是太好了。

查看數(shù)據(jù)表，LM317 可以接受 40V 的最大電壓和 37V 的最大輸出電壓，以及 1.5A 的高輸出電流。

但有趣的是，當(dāng)發(fā)生短路或過流時(shí)，它具有良好的保護(hù)系統(tǒng)。

讓我們做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。在下面的電路中，斷開 R2 并插入 S1 按鈕開關(guān)。

實(shí)驗(yàn) LM317 作為開關(guān)

當(dāng)不按下S1時(shí)，輸出電壓約為20V。但是當(dāng)我們按下S1時(shí)，電壓降低到約1.2V。

然后，我們將 Q1 的 S1 位置更改為充當(dāng)開關(guān)。然后移動(dòng) S1 并嘗試再次按 S1。為了更清楚地看到效果，我們?cè)黾恿艘粋€(gè)24V3W燈作為負(fù)載。（我們使用12V 3W串聯(lián)燈泡。

當(dāng)我們釋放 S1 時(shí)，兩個(gè)燈泡都會(huì)亮起，但是當(dāng)按下 S1 時(shí)，兩個(gè)燈泡都會(huì)正常關(guān)閉。

接下來(lái)，讓我們嘗試將所有部件放在一起，將其變成一個(gè)完整的電路。

我們會(huì)看到燈泡打開。示波器測(cè)量的信號(hào)非常完整。

A點(diǎn)（IC1的輸出）和B點(diǎn)（輸出）的信號(hào)具有180度的相位差或反相。

LM317 的輸出與 MM180 的輸入信號(hào)異相 5369 度。

當(dāng)將負(fù)載更改為消耗更多功率的負(fù)載時(shí)，LM317仍可正常工作。它可以提供1.5A的最大電流。我們還可以用VR1調(diào)整輸出信號(hào)的幅度，例如到15V或18V等。

結(jié)論

通過解決這個(gè)問題，我們使用了LM317。效果很好。雖然它并不完美，但它可以幫助我們學(xué)會(huì)更多地使用 LM317。

我們對(duì)LM317作為交換機(jī)非常滿意，因?yàn)樗浅ｌ`活。

但它有一些限制：

最低電壓電平不是0V（而是1.2V）。

當(dāng)頻率電平高于1kHz時(shí)，信號(hào)可能會(huì)失真。

LM317 內(nèi)始終存在損耗水平。如實(shí)驗(yàn)所示，如果輸入電壓系統(tǒng)為22V，則輸出的電壓將僅為20V左右。

如果要降低這種電壓損耗，則應(yīng)使用晶體管代替。但是由于我們還沒有這種晶體管，我們現(xiàn)在無(wú)法對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。