Jak wykonać podwójne zasilanie + -12 V z 24 V SMPS

Próbuję zasilać domowy przetwornik z czujnikiem obciążenia za pomocą pojedynczego SMPS 24 V. Muszę wytworzyć napięcie +12, 0 i -12 V, które są w stanie wytworzyć 50 mA. Chcę zasilać wiele kanałów opamps i mostów.

Nie mam dużego budżetu i dostępności komponentów w Indiach.

Mam pomysł, aby użyć liniowych regulatorów napięcia 1 LM7812 i 1 LM7912 (ujemnych) i konfiguracji dzielnika napięcia, aby to zrobić zgodnie z poniższym obwodem.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Czy to zadziała? Zmodyfikowałem go z sugestii i artykułów w innym miejscu.

Ktoś zasugerował mi jeszcze jeden obwód, ale martwię się o obecne możliwości opampa.

^{zasymuluj ten obwód}

Czy to zadziała? Jeśli tak, proszę zasugerować odpowiedni wzmacniacz operacyjny.

Czy są jakieś inne techniki, które wykonałyby pracę ekonomicznie?

Twój pierwszy pomysł w ogóle nie zadziała.

Twój drugi pomysł będzie działał, ale wiele wzmacniaczy operacyjnych nie dostarczy na wyjściu więcej niż kilku mA, co ogranicza prąd, który Twój obwód może pobierać z wirtualnej masy. Dostępne są wzmacniacze mocy OP, które mogą dostarczyć do kilku amperów, ale jeśli nie możesz dostać jednego, możesz użyć pary tranzystorów PNP / NPN, aby zwiększyć prąd wyjściowy:

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Wzmacniacz OP zadba o ustabilizowanie mocy wyjściowej, aby dopasować ją do napięcia ustawionego przez dzielnik napięcia wejściowego. Zajmij się ładunkami pojemnościowymi, jak zauważył Spehro w swojej odpowiedzi.

Lepiej byłoby użyć dwóch zasilaczy 12V, ale jeśli nalegasz ...

# 1 nie zadziała.

# 2 (biorąc pod uwagę bardzo ograniczone informacje, które dostarczyłeś) może wymagać od wzmacniacza operacyjnego rozproszenia aż 600 mW, a stabilność prawdopodobnie będzie stanowić problem z obciążeniami pojemnościowymi. Istnieją dedykowane układy dzielące szyny, które poważnie traktują stabilność, ale nie są to części żelkowe i na przykład TLE2426 nie jest w stanie poradzić sobie z rozpraszaniem lub prądem.

Sugeruję coś podobnego (zakładając, że masz zapas energii na zapas 12V):

Wykorzystuje to wszechobecny regulator bocznikowy TL431 i wzmacnia go za pomocą ogólnego tranzystora mocy PNP.

Ta kombinacja jest jak precyzyjny zener mocy. Lub po prostu użyj zenera jak poniżej. Ustaw Vo = 12V.

Następnie użyj tego obwodu:

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Pamiętaj, że jeśli nadmiernie obciążasz GND do -V, napięcie + V do GND wzrośnie aż do 24 V. Zwykle jest to dopuszczalne, ale należy dbać o napięcie znamionowe kondensatora i tak dalej. Możesz dodać zenera o wyższym napięciu (powiedzmy 14V) na R1 jako środek zapobiegawczy. R1 rozproszy mniej niż 1 W, w normalnych warunkach, ale zener mógłby rozproszyć nawet 1,3 W, jeśli 50 mA przepłynie z + V do GND i nie będzie odpowiedniego prądu z GND do -V.

Można na przykład zastosować szeregowo dwa zenery 6,2 V 1 W. Przewody powinny być krótkie, przymocuj je do obszaru płytki drukowanej i rozsuń je, aby działały chłodniej.

Biorąc pod uwagę twoje pragnienie jak najniższej mocy i moją świadomość, że do tego powszechnego problemu rzadko podchodzi się w ten sposób. Wymyśliłem oscylujące rozwiązanie przełączające tylko dla zabawy.

Podobnie jak w przypadku każdego przełącznika, należy wziąć pod uwagę emisję / tętnienie jednotonowe (przy tych wartościach około 20 kHz). Ale jeśli istnieje jakikolwiek znaczący prąd uziemienia, wątpię, czy możesz być znacznie bardziej wydajny (bardziej formalny przełącznik z oddzielnym oscylatorem może być bardziej wydajny i mógłby użyć jednego induktora, ale wymagałoby to więcej części).

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Jest to w zasadzie oscylator relaksacyjny, który moduluje średni prąd przez L1, tak aby oscylował wokół wymaganego prądu uziemienia. M1 i M2 są włączane i wyłączane stosunkowo szybko (niektóre kondensatory przyspieszenia mogłyby pomóc w wydajności), a C12 zapewnia dodatnie sprzężenie zwrotne, dzięki czemu opamp / komparator nasyca się po przekroczeniu progu (w przeciwnym razie obciążenie tłumiłoby oscylator i stałby się regulatorem liniowym zamiast).

L3, C10 i C11 służą do filtrowania tętnienia i izolowania oscylacji od ładunku, aby uniknąć nadmiernego tłumienia. C10 i C11 również pełnią podwójną funkcję jako pojemność wejściowa regulatora. Nadmiar energii w L1 i L2 byłby zwracany na wymaganą szynę i przechowywany w nich. W tym projekcie przewodzą diody źródłowe M1 i M2.

R3, R4, R5 i R6 są wybrane tak, aby utrzymać M1 i M2 poniżej progu, gdy nie ma prądu uziemiającego. Niestety zmniejsza to również ogólne wzmocnienie pętli oscylatora.

Nie przeprowadziłem bardzo dokładnej analizy wszystkich implikacji tego projektu (szczególnie ze względu na jego samoscylację), więc ogólne rozważania dotyczące stabilności przy zmianach obciążenia mogą stanowić problem.

Nie sądzę, że istnieją układy scalone dla tego rodzaju konfiguracji, co niepotrzebnie zwiększa liczbę części i ograniczenia projektowe. Jedyne o których wiem to regulatory napięcia pamięci DDR, ale są przeznaczone do pracy przy bardzo niskich napięciach.

Regulatory nie będą działać. Przydzielono im zerowe przerwanie, a impedancja uziemienia jest nadmierna.

Wzmacniacz operacyjny jest lepszą opcją, ale wszystko zależy od tego, ile prądu przepływasz przez ziemię. Jeśli prąd jest wystarczająco niski, możesz po prostu użyć dzielnika rezystorowego z kilkoma kondensatorami równolegle, jeśli jest wysoki, potrzebujesz potężnego wzmacniacza operacyjnego.

Masz jeszcze kilka opcji:

1. Możesz użyć dwóch zenerów z rezystorami szeregowymi, aby zmniejszyć impedancję uziemienia
2. Mógłbyś połączyć popychacz źródła klasy AB z kilkoma opornikami i dwoma tranzystorami (w zasadzie to, co robi wzmacniacz operacyjny, ale o wyższej impedancji)
3. Jeśli twój prąd uziemienia ma dobrze określony i spójny kierunek, możesz użyć dodatniego lub ujemnego regulatora 12V lub nawet tranzystora z jednej z szyn (upewnij się, że umieściłeś diodę obejściową).

Ale niezależnie od tego, co robisz, każdy prąd uziemienia spowoduje marnowanie mocy (chyba że wymyślisz, jak zaprojektować regulator przełącznika uziemienia oczywiście).

Jeśli twoje napięcie 24 V jest dobrze regulowane, możesz po prostu użyć 7812, aby utworzyć punkt środkowy i nazwać to swoją szyną 0 woltów.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Działa to tylko wtedy, gdy 24 V jest niezależne od tego, co zasilasz, i zgodnie z komentarzem Edgara Browna pozytywne dodatnie regulatory liniowe, takie jak 7812, nie mogą pochłaniać prądu.

Myślę, że NJM4556A będzie działać

można pobierać prąd z szyn ujemnych i dodatnich, ale różnica nie może przekraczać prądu wyjściowego wzmacniacza OP.

Uwaga: nie mam doświadczenia, proponuję przeczytać następujący post

EEVBLOG - moja szyna napięcia ujemnego nie działa

Istnieje wiele tanich metod. Ale metoda przełączania może pomóc w minimalnym komponencie, który jest dostępny wszędzie.

możesz użyć konwertera flyback z minimalnym obwodem:

Edytowano : Główny obwód: Ref: połączenie dwóch linków ( http://uzzors2k.4hv.org/index.phppage=flybacktransformerdrivers , https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter- 6 )

Lista komponentów:

• Dioda Zenera

• 555 IC

• Mosfet

• Toroidalny transformator może być wykonany z drutu i rdzenia toroidalnego

• Dioda na wyjściu

• trochę kondensatora

• jakiś opornik

• trochę drutu

Korzyści:

• możesz wygenerować dowolne napięcie wyjściowe nawet większe niż twoje pierwsze napięcie

• komponenty te są dostępne wszędzie

• możesz generować dowolne napięcie, nawet izolowane

• możesz zwiększyć swoją moc, zmieniając Mosfet i wybierając większy toroid.

Główne referencje:

http://uzzors2k.4hv.org/index.php?page=flybacktransformerdrivers

Dodatkowo potrzebujesz diody Zenera dla 12-15 woltów i 555 IC. (Twoja cewka zasilana jest 24 V wolt, ale dla 555 powinieneś wygenerować moc 12 woltów z diodą Zenera).

na wyjściu potrzebujesz diody z kondensatorem. link: https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter-6

Jest to prostownik pełnofalowy o podwójnej polaryzacji, wykorzystujący transformator z zaczepem centralnym i 4 diody