Limitador De Corriente Para Fuente Dc 4i371z

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Limitador de Corriente Variable para LM317 Para mi Fuente DC de Potencia basada en lm317 con amplificador de corriente a Transistores de Potencia.

BKAR Agosto 2013

Limitador de Corriente para regulador LM317 El IC LM317 regulador Tri-Terminal es el favorito de su clase (habiendo equivalentes mejores.

Su configuración básica:

El datasheet recomienda R1=240ohm y R2=Potenciometro de 5Kohm

En el divisor no hay derivaciones de corrientes externas, pero el limitador de corriente SI!.

Diagrama básico del regulador de Corriente:

El Limitador de Corriente Que hace El Limitador? 

Cuando la Carga exige una Corriente Iload,(independiente del voltaje de salida de la Fuente) al aumentar esta se acerca peligrosamente a una Corriente Umbral de referencia(ILoax) impuesta por Vref variable.

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El Circuito Impide que a salida de la Fuente entregue más Voltaje ó la reduce hasta ILoax para la carga

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En condiciones normales, no afectara al resto del Circuito (Circuito Limitador Dormido)

Consideraciones: 

La alimentación de estos circuitos está justo después del filtrado, no se puede alimentar directamente de la salida regulada de la Fuente, ya que esta es variable y estos circuitos controlan en ciertos momentos la Regulación misma de la Fuente.

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También se necesita una Vref muy bien regulada.

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Utilizando un OPAMP de propósito general LM358 y un LM385, este ultimo es una microfuente de Voltaje de Precisión para referencia:

Muestreador de corriente El LM358 se le puede alimentar con un VCC max aprox=32v, contiene 2 OA, un OA se usa para censar el Voltaje diferencial en una Resistencia RS de 0.22Ohm(Resistencia de Cemento a 25W) P=25W=I^2*R entonces Imax<>10Amax

El Restador Diferencial:

RS 0.22ohm es la Resistencia en Serie con la Carga Según el Circuito: VO_Iload=10(Va-Vb) es un Voltaje Proporcional a la Corriente ILoad

Voltaje de Referencia Variable LM385 Es un regulador basado en Zener con un OA internamente, Mantiene 1.24v entre V+ y ADJ o FB

CKTs básicos del LM385:

(No es la unica forma de crear un Vref) Teniendo en cuenta un Rango de 0.6A hasta 12A a entregar a la carga, Esto se refleja en la caída de tensión en RS, un Min=0.132v y Max=2.2v entonces el la salida VO_Iload 1.32vMin 22vMax, buscamos un arreglo para el lm385 que entregue lo más cercano a ese rango.

Referencia Variable

Con esto Vref= 1.24v hasta 30v

Circuito Limitador:

Circuito completo:

Funcionamiento: Condiciones Normales(Limitador Dormido): VO_Iload >Vref

La corriente suministrada a la Carga genera una Voltaje en RS, en esta condición a la salida del Restador VO_Iload, es menor a Vref, entonces en la Salida del Comparador habrá un voltaje muy muy pequeño, no polariza la unión BE, con esto el BJT no roba corriente al divisor en el LM317, funcionando Normalmente.

Sobre Carga: VO_Iload

<--(el circuito impide esta condición)

Ya sea que se aumente el Voltaje a la Salida o poniendo una Carga que demando mucha corriente, el muestreador y el Restador siempre estarán censando esto. Cuando la Corriente EMPIEZE A AUMENTAR VO_Iload empezara aumentar, esta APENAS SOBREPASE Vref, el proceso de amplificación del Comparador aumentara el voltaje a su salida(no se satura Inmediatamente) y esto polarizara gradualmente el BJT robando corriente al divisor bajando el Voltaje en ADJ, esto disminuye el Voltaje de salida  DISMINUYENDO la corriente a la carga y al muestreador, así se entrega MENOS CORRIENTE AL MUESTREADOR, MENOS VO_ILOAD. El circuito “NO DISMINUYE” el Voltaje de salida, lo que hace es estabilizar VO_Iload cuando intente superar Vref. El que toma el control es el Limitador de Corriente, ya que si se subiera el Voltaje con RV1 del lm317, el limitador actuará casi inmediatamente estabilizando (la realimentación negativa hace que un circuito se estabilice) esta nueva condición siempre tratando de que VO_Iload no supere Vref, en este modo solo se puede entregar mas o menos Voltaje en la Carga, cambiando la carga

o variando Vref. Para evitar que el circuito oscile, se retiene el Voltaje entre en Colector y el Emisor del BJT con un Capacitor.

Circuito Mejorado: