Příklad řízení výstupního napětí lineárního stabilizátoru LM317T PWM signálem z mikrokontroléru. Uvedené řešení umožňuje konstrukci digitálně řízených regulátorů.
Obvod LM317T od National Semiconductor je rozšířený a velice oblíbený, nastavitelný regulátor napětí, schopný poskytnou napětí v rozmezí 1,25 až 37 V s maximálním výstupním proudem až 1,5 A. Úroveň výstupního napětí se přitom nastavuje jednoduše obyčejným potenciometrem.
Obvod na obr. 1 ukazuje příklad aplikace, kde je řízení pomocí tradičního analogového potenciometru nahrazeno PWM signálem (signálem s pulsně-šířkovou modulací). To je výhodné například při konstrukci elektronického napájecího zdroje, řízeného mikrokontrolérem či jiným digitálním obvodem. V praxi je samozřejmě ještě nutné zajistit měření úrovně výstupního napětí, podle které se upravuje střída PWM signálu pro nastavení LM317T.
Použití dolnofrekvenčního RC filtru (integračního článku) a operačního zesilovače umožňuje převod PWM signálu na úroveň stejnosměrného napětí, která poté nastavuje výstupní napětí regulátoru LM317T. Samozřejmě by v některých případech stačilo použít samostatný integrační článek, ovšem z postaty věci vyplývá, že pokud je napájecí napětí mikrokontroléru například 5 V, je možné změnou střídy PWM signálu generovat analogové napětí pouze v rozsahu 0 až 5 V. K tomu, aby bylo možné dosáhnout většího rozsahu, vhodného pro řízení regulátoru, je nutné použít operační zesilovač, který toto napětí vhodně násobí.
Pro příklad si můžeme vzít regulátor 12 V, kde je na řídicí pin obvodu LM317T potřeba přivést napětí v rozsahu 0 až 10 V. Od operačního zesilovače tedy požadujeme násobení 2. V tom případě bude výstupní napětí regulátoru možné nastavit v rozsahu od 1,25 do 11,25 V, případě s omezením horní hranice podle minimálního úbytku napětí na regulátoru.
VOUT = VADJ + 1,25 V
Zesílení operačního zesilovače v našem případě určují hodnoty rezistorů R2 a R4.
Au = R4/R2 + 1
Hlavní podmínkou pro výběr operačního zesilovače je možnost nastavení napěťového offsetu. Takovou možnost nabízí například obvod LM741 od National Semiconductor a to jednoduchým odporovým trimrem mezi piny č. 1a 5. Výběr hodnot kondenzátoru C1 a rezistoru R1 v integračním RC článku závisí především na frekvenci PWM signálu. Hodnoty, které jsou uvedeny na obr. 1, jsou vhodné pro vstupní signál s frekvencí zhruba 1 kHz.
Samozřejmě jednoduchý RC filtr není zcela ideální. V případě, kdy je nutné zajistit vysokou linearitu, je možné na jeho místě použít aktivním filtr a jeho výstup přímo použít jako zpětnou vazbu pro dynamickou regulaci mikrokontrolérem.
Autor: Aruna Prabath Rubasinghe, University of Moratuwa, Moratuwa, Sri Lanka
Původní odkaz: http://pandatron.cz/?2684&pwm_rizeni_obvodu_lm317
Přidejte odpověď