¿Cómo funciona este circuito de alimentación? (MCU + LM317)

circuito

He estado estudiando este esquema que encontré mientras buscaba en la web. Entiendo el punto de PWM: nos permite variar el voltaje promedio alimentado al amplificador operacional con precisión. Los filtros R1,R2 y C1 integran la forma de onda PWM.

Pero, ¿cuál es el punto del amplificador operacional? Me parece un amplificador no inversor, con la ganancia establecida por R6 y R7, si no me equivoco. Pero, ¿por qué el voltaje de CC integrado necesita amplificación?

Tal vez, no entiendo esa parte porque no entiendo cómo funciona el Lm317 junto con la MCU. Entiendo que LM317 deja caer una referencia de 1,25 V entre el pin OUT y ADJ (que debe estar en R5 en referencia al circuito) y el Vout se define como 1,25 (1 + R2/R5) + I (adj.) * R2. (de la hoja de datos)

Dado que la única variable es I (adj) en la ecuación anterior, ¿tengo razón al entender que el voltaje de CC integrado realmente cambia la corriente y, por lo tanto, el voltaje de salida?

Cualquier idea sería apreciada.

enlace para el artículo original; electronicdesign.com/electromecánico/…

Respuestas (1)

El opamp actúa para hacer que la unión de R6 y R7 tenga el mismo voltaje que Vc. Y la unión R6/R7 es una proporción fija de Vl. Asi que

  • Vl = Vc x (R6 + R7) / R7.

Porque: el opamp funciona para igualar sus terminales de entrada cuando se aplica una retroalimentación negativa. La entrada no inversora se establece en el voltaje objetivo mediante PWM. Si el punto de retroalimentación R6/R7 (llámese Vf) es demasiado bajo, la salida opamp aumentará positivamente para aumentar Vadj en LM317, lo que aumentará Vl y, por lo tanto, Vf. Se aplica lo contrario cuando Vf es demasiado alto.

Todo lo demás es "ingeniería" (o no :-))

El opamp está formando efectivamente un valor dinámico del "R2 de la hoja de datos" en serie con R4 en el circuito.

R5 cae 1.25V por diseño del IC, por lo que R4 cae cualquier otra cosa que se requiera para permitir que el opamp equilibre las cosas como se indicó anteriormente.

Esto permite que la salida opamp funcione a un voltaje más bajo que Vl. Esto no es especialmente necesario aquí, ya que el opamp opera desde V2, que está al menos 3+ voltios por encima del nivel máximo al que Vl puede llegar (debido al diseño LM317), por lo que R4 en realidad limita el voltaje más bajo que puede lograr Vl (debido a la división de R5 y R4.)

Para una mejor flexibilidad aquí R4 = 0 ohms!. Algunos opamps no irán a Vdd completo, pero aquí hay un amplio margen para casi cualquier opamp como Vs-Vl = LM317 Vdropout_min + 1.25V o alrededor de 3.5V. Por ejemplo, un LM324 o LM358 funcionaría bien allí.

R3 es un misterio: no es necesario para que el circuito funcione. Agrega un desplazamiento positivo al voltaje PWM que debería ser innecesario. El diseñador del circuito puede haber tenido algo especial en mente cuando lo agregó. ¿Puede proporcionar un enlace al artículo original?

Creo que R2 y R3 están ahí para tener una salida definida, incluso si el controlador no proporciona el PWM. Podría ser útil para controlar un ventilador.
R2 y R3 pueden establecer un voltaje "cuerdo" cuando el pin del microcontrolador está flotando durante el arranque. Dependiendo de sus valores en relación con R1, también pueden determinar un voltaje predeterminado sobre el cual el micro solo tiene una influencia limitada.
Este es el enlace al artículo original: electronicdesign.com/article/digital/… Estoy tratando de entender cómo obtuviste la relación para Vl. Entiendo que el voltaje a través de la entrada V- es VL*(R7/(R6+R7)).
Se cambió la fórmula principal a Vc = ... (era V0 = ...) Ambas son correctas, pero Vc= es lo que realmente quise decir.
Se agregó una descripción de la operación del circuito justo debajo de la fórmula principal.
el voltaje de salida se compara con el voltaje de suministro del microcontrolador. El LM317 se usa como un transistor elegante con límite de corriente, no como un regulador.
@markrages Mi descripción es (AFAIK) correcta. Estoy de acuerdo en que el LM317 no realiza la función de regulación principal, pero aún actúa como regulador. | Sé que sabe lo siguiente: el uC maneja LM317-Adj para que Vout sea el deseado, cuando el LM317 emitirá +1.25V wrt adj. El LM317 tiene protección de corriente de sobrecarga y apagado térmico, pero no funciona como fuente de corriente per se. ||Supongo que por "... se hace referencia a la tensión de alimentación del microcontrolador". quiere decir (ignorando R3): Vout ~= Vdd x PWM% x R2/(R1+R2) x (R6+R7)/R7 -> entonces Vdd es la referencia
@RussellMcMahon Estamos completamente de acuerdo, excepto quizás por la definición de regulador. Creo que es importante señalar que el rendimiento de regulación de este circuito depende completamente de los componentes que no se muestran en el esquema (lo que suministre Vd). Un diseñador que confíe en las especificaciones de precisión publicadas por el regulador será engañado. He visto otros diseños extraviarse así, así que pensé en señalarlo.
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