Как сделать двойной источник питания +12 В от 24 В SMPS

Я пытаюсь питать самодельный датчик нагрузки, используя одиночный SMPS 24 В. Мне нужно сделать +12, 0 и -12 Вольт, которые способны к 50 мА. Я хочу подключить несколько каналов операционных усилителей и мостов.

У меня нет большого бюджета и наличия компонентов в Индии.

У меня есть идея использовать 1 LM7812 и 1 LM7912 (отрицательные) линейные регуляторы напряжения и установку делителя напряжения, чтобы сделать это согласно схеме ниже.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Будет ли это работать? Я изменил его из предложений и статей в других местах.

Кто-то предложил мне еще одну схему, но меня беспокоят текущие возможности операционного усилителя.

^{смоделировать эту схему}

Будет ли это работать? Если да, пожалуйста, предложите подходящий операционный усилитель.

Существуют ли другие методы, которые сделали бы работу экономически?

Ваша первая идея не будет работать вообще.

Ваша вторая идея сработает, но многие операционные усилители не будут выдавать более нескольких мА на свой выход, что ограничивает ток, который ваша схема может получать от виртуальной земли. Доступны Power-OP-Amp, которые могут выдавать до нескольких ампер, но если вы не можете получить один из них, вы можете использовать пару транзисторов PNP / NPN для увеличения выходного тока:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

OP-Amp позаботится о стабилизации выходного сигнала, чтобы он соответствовал напряжению, установленному делителем входного напряжения. Позаботьтесь о емкостных нагрузках, как отметил Спехро в своем ответе.

Вам лучше использовать два источника питания 12 В, но если вы настаиваете ...

# 1 не будет работать

№ 2 (учитывая предоставленную вами весьма ограниченную информацию) может потребовать, чтобы операционный усилитель рассеивал до 600 мВт, а стабильность, вероятно, будет проблемой для емкостных нагрузок. Существуют специальные рельсовые микросхемы, которые серьезно относятся к стабильности, но не являются желеобразными деталями, и, например, TLE2426 не может справиться с рассеиваемым током.

Я предлагаю что-то вроде этого (при условии, что у вас есть запас энергии на вашем 12 В источнике питания:

При этом используется вездесущий шунтирующий регулятор TL431 и усиливается с помощью обычного силового транзистора PNP.

Комбинация похожа на прецизионный энергетический стабилитрон. Или просто используйте стабилитрон, как показано ниже. Установите Vo = 12В.

Затем используйте эту схему:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Обратите внимание, что если вы чрезмерно нагрузите GND на -V, напряжение + V к GND увеличится до 24 В. Обычно это приемлемо, но позаботьтесь о номинальном напряжении конденсатора и так далее. Вы можете добавить стабилитрон высокого напряжения (скажем, 14 В) на R1 в качестве профилактической меры. R1 рассеивает менее 1 Вт при нормальных условиях, но стабилитрон может рассеиваться до 1,3 Вт, если 50 мА течет от + V к GND, и нет соответствующего тока от GND до -V.

Например, вы можете использовать два стабилитрона 6,2 В 1 Вт. Держите провода короткими, прикрепите их к некоторой области печатной платы и держите их отдельно, чтобы они работали холоднее.

Учитывая ваше стремление к как можно меньшей мощности и мое понимание того, что эта общая проблема редко решается подобным образом. Я придумала решение с автоколебательным переключением ради удовольствия.

Как и для любого переключателя, необходимо учитывать однотональные излучения / пульсации (около 20 кГц с этими значениями). Но если есть какой-либо значительный ток заземления, я сомневаюсь, что вы можете быть намного более эффективным (более формальный коммутатор с отдельным генератором можно сделать более эффективным и использовать один индуктор, но для этого потребуется больше деталей).

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Это в основном релаксационный генератор, который модулирует средний ток через L1, так что он колеблется вокруг необходимого тока земли. M1 и M2 включаются и выключаются относительно быстро (некоторые ускоряющие конденсаторы могут помочь с эффективностью), а C12 обеспечивает положительную обратную связь, так что операционный усилитель / компаратор насыщается при пересечении порога (в противном случае нагрузка ослабит генератор и станет линейным регулятором). вместо).

L3, C10 и C11 предназначены для фильтрации пульсаций и изоляции колебаний от нагрузки, чтобы избежать слишком сильного демпфирования. C10 и C11 также выполняют двойную функцию в качестве входной емкости регулятора. Избыточная энергия в L1 и L2 будет возвращена на требуемый рельс и сохранена в них. Диоды исток-сток М1 и М2 являются проводящими в этой конструкции.

R3, R4, R5 и R6 выбираются так, чтобы поддерживать M1 и M2 ниже порогового значения, когда ток заземления отсутствует. К сожалению, это также уменьшает общее усиление контура генератора.

Я не проводил очень тщательного анализа всех последствий этого проекта (особенно из-за его автоколебаний), поэтому могут возникнуть проблемы с общей стабильностью при изменении нагрузки.

Я не думаю, что есть микросхемы для этого типа конфигурации, которые излишне увеличивают количество деталей и конструктивные ограничения. Единственные, о которых я знаю, это стабилизаторы напряжения памяти DDR, но они предназначены для работы при очень низких напряжениях.

Регуляторы не будут работать. У вас есть нулевой отсев, и ваш импеданс заземления слишком велик.

Операционный усилитель является лучшим вариантом, но все зависит от того, какой ток у вас проходит через землю. Если ток достаточно низкий, вы можете просто использовать резисторный делитель с парой конденсаторов параллельно, если он высокий, вам понадобится здоровенный операционный усилитель.

У вас есть еще пара вариантов:

1. Вы можете использовать два стабилитрона с последовательными резисторами, чтобы уменьшить сопротивление заземления
2. Вы можете собрать повторитель источника класса AB с несколькими резисторами и двумя транзисторами (в основном то, что делает операционный усилитель, но с более высоким импедансом)
3. Если ваш ток заземления имеет четко определенное и последовательное направление, вы можете использовать положительный или отрицательный 12В регулятор или даже транзистор с одного из рельсов (обязательно установите обходной диод).

Но независимо от того, что вы делаете, любой ток заземления приведет к потере мощности (если, конечно, вы не поймете, как спроектировать регулятор заземлителя).

Если ваши 24 В хорошо отрегулированы, вы можете просто использовать 7812, чтобы создать среднюю точку, и называть это своей 0-вольтовой шиной.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Это будет работать только в том случае, если напряжение 24 В не зависит от того, что вы используете, и, согласно комментарию Эдгара Брауна, положительные линейные регуляторы, такие как 7812, не могут потреблять ток.

Я думаю, что NJM4556A будет работать

Вы можете получать ток от отрицательных и положительных шин, но разница не должна превышать выходной ток операционного усилителя.

Примечание: я не опытный, я предлагаю вам прочитать следующий пост

EEVBLOG - мой-отрицательное напряжение-рельс-не работает

Есть много недорогих методов. Но метод переключения может помочь вам с минимальным компонентом, который доступен везде.

Вы можете использовать обратный преобразователь с минимальной цепью:

Отредактировано : основная схема: ссылка: сочетание двух ссылок ( http://uzzors2k.4hv.org/index.phppage=flybacktransformerdrivers , https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter- 6 )

Список компонентов:

• Стабилитрон

• 555 IC

• Mosfet

• Тороидальный трансформатор может быть выполнен с проволокой и тороидальным сердечником

• Диод на выходе

• какой-то конденсатор

• какой-то резистор

• какой-то провод

Преимущества:

• Вы можете генерировать любое напряжение на выходе даже больше, чем ваше первое напряжение

• эти компоненты доступны везде

• Вы можете генерировать любое напряжение, даже изолированное напряжение

• Вы можете увеличить свою силу, изменив Mosfet и выбрав больший тороид.

Основные ссылки:

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

Кроме того, вам нужен стабилитрон на 12-15 вольт и 555 IC (ваша катушка питается от 24 вольт, но для 555, вы должны генерировать 12 вольт с помощью стабилитрона).

на выходе нужен диод с конденсатором. ссылка: https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter-6

Это двухполюсный двухполюсный выпрямитель с центральным трансформатором и 4 диодами