Меню

Несколько напряжений от одного источника

Два напряжения из одного схема

Устройство не искажает выходные параметры однополярного самодельного блока питания. Данная приставка-делитель способна переварить нагрузку на выходе до 10 ампер, не меняя номинал напряжение, как по положительной, так и по отрицательной составляющей. Допустим, если в отрицательной цепи двухполярного блока питания подсоединена нагрузка 9 ампер, а в положительной цепи всего 0,2 ампер, то разница между номиналами отрицательным и положительным будет меньше 0,01 вольта.

ОУ LM358 сравнивает разность потенциалов между общим проводом и средней точкой делителя напряжения, построенного на резисторах R1, R2, R3. В случае замеченного изменения LM358 стабилизирует выходное напряжения.

С подачей входного напряжение, С1 и С2 начинают заряжаться половинным напряжением. В случае если нагрузка сбалансирована, данные напряжения и будут соответствовать выходным напряжением двухполярного блока питания.

Рассмотрим ситуацию, когда к выходу двухполярного источника питания подключена несбалансированная нагрузка, например, номинал сопротивления нагрузки в положительной цепи меньше сопротивления в отрицательной цепи. Так как к конденсатору С1 параллельно подключена нагрузка, то С2 будет заряжаться как через С1 так и через диод VD1 и небольшое сопротивление нагрузки.

Поэтому, заряд емкости С2 будет осуществляется более высоким номиналом напряжения чем С1, а следовательно отрицательное напряжение будет выше положительного. На общем проводе напряжение возрастет относительно средней точки делителя напряжения R1, R2, R3, где напряжение равно 50% от первоначального на входе.

Появляется отрицательное напряжения на выходе LM358 относительно корпуса. Открываются транзисторы VT2 и VT4 и происходит шунтирование емкости С2, что балансирует токи обоих цепей.

Аналогичным образом, биполярные транзисторы VT1, VT3 откроются, если осуществится нарушение баланса нагрузки в направлении отрицательного напряжения.

Давайте рассмотрим конструкцию на рисунке ниже:

Это очень простой преобразователь, позволяющий получать от источника +12 В или +9. В на стабилизаторе КР142ЕН8А.

Устройство работает на частоте 50 кГц и сохраняет работоспособность при падении напряжения питания до уровня 7 В.

Схема состоит из автогенератора построенного на биполярном на транзисторе VT1, повышающем трансформаторе и стабилизатора DA1.

Со вторичной обмотки трансформатора напряжение на вывод 17 должно приходить 15. 19 В, что требуется для правильной работы микросхемы стабилизатора.

Читайте также:  При выборе стабилизатора напряжения

Настройке заключается в подборе емкости C3 и резистора R2.

Трансформатор изготовлен на броневом сердечнике типоразмера Б22 из феррита 2000НМ (1500НМ), первичная обмотка — 80 витков, вторичная — 15 витков, третья—110 витков провода ПЭЛШО-0,18.

Все элементы схемы размещены на макетной плате с поверхностным монтажом.

Источник



Два напряжения от одного источника

Иногда для питания различных радиотехнических устройств требуется иметь два двухполярных напряжения +12 и -12 В (или +9 и -9 В) от одного источника — аккумулятора или сетевого трансформатора с одной обмоткой. Такие напряжения необходимы для работы операционных усилителей и некоторых других схем. При этом основное потребление тока схемой осуществляется, как правило, по цепи с положительным напряжением, а цепь «-» является вспомогательной.

Промышленность выпускает специализированную микросхему преобразователя для получения отрицательного напряжения: КР1168ЕП1 (входное напряжение 3. 10 В, а выходное отрицательное такой же величины, что и на входе). Но она не является пока широкодоступной, а также перекрывает узкий диапазон напряжений.

Схема простого преобразователя
Рис. 1

На рис. 1 приведена схема простого преобразователя, который позволяет получать от источника +12 В (+9 В) дополнительное стабилизированное напряжение -12 В (-9 В при использовании стабилизатора КР142ЕН8А). Ток нагрузки по цепи -12В может быть до 15 мА.

Преобразователь работает на частоте 50 кГц и сохраняет свою работоспособность при снижении напряжения питания до 7 В.

5-5.jpg
Рис. 2

Конструкция трансформатора Т1
Рис. 3. Конструкция трансформатора Т1

Схема состоит из автогенератора на транзисторе VT1, повышающего напряжение трансформатора Т1 и интегрального стабилизатора DA1.

При сборке требуется соблюдать полярность подключения фаз обмоток трансформатора Т1, указанную на схеме. Со вторичной обмотки трансформатора напряжение после выпрямления должно быть 15. 19 В, что необходимо для нормальной работы стабилизатора DA1.

Для настройки преобразователя сначала вместо DA1 подключаем резистор 150 Ом. При нормальной работе схемы форма напряжения на обмотке 3 в трансформаторе Т1 показана на рис. 2, При настройке может потребоваться подбор конденсатора СЗ и резистора R2.

Трансформатор Т1 выполняется на броневом сердечнике типоразмера Б22 из феррита 2000НМ (1500НМ) и содержит в обмотке 1 — 80 витков, 2 — 15 витков, 3—110 витков провода ПЭЛШО-0,18 (рис. 3). После проверки и настройки схемы катушку и ферритовые чашки закрепить клеем.

Читайте также:  Схема понижающего преобразователя напряжения 12 5 вольт

Конденсаторы С2, С4, С5 применены типа К50-29-63В, С1 и СЗ — любые малогабаритные, С6 — К53-1А-20В.

Все элементы схемы размещены на печатной плате с размерами 65х50 мм (рис. 4). Для уменьшения высоты платы монтаж выполнен в двух уровнях — конденсаторы С4 и С5 расположены над элементами VT1 и DA1. Схема позволяет получать и более высокое выходное напряжение, чем на входе, если использовать отрицательный выброс напряжения (рис. 2).

Печатная плата преобразователя
Рис. 4. Печатная плата преобразователя

Если собранное вами устройство является стационарным и может питаться от сети, то для получения двухполярного напряжения можно применить широко распространенные малогабаритные трансформаторы (конструктивно оформленные в виде сетевой вилки). Они имеют одну вторичную обмотку, и, чтобы не перематывать трансформатор, удобно воспользоваться схемой (рис. 5).

5-8.jpg
Рис.5

none Опубликована: 1999 г. 0
Вознаградить Я собрал 0 0

Источник

Двуполярное питание от одной обмотки трансформатора.

Как получить разнополярные напряжения от однополярного источника или
трансформатора с одной вторичной обмоткой.

Двуполярное питание от одной обмотки

«Как нам быть, если имеющийся однополярный выпрямитель необходимо дополнить выпрямителем противоположной полярности, а перемотка сетевого трансформатора нежелательна?» — справедливо озадачились вопросом английские радиолюбители и сами же на него ответили в журнале «Wireless World» аж в далёком 1980 году. Как это выглядит?

Дополнительный выпрямитель, состоящий из диодного моста V2 и сглаживающего конденсатора С4, подключается к вторичной обмотке силового трансформатора через разделительные конденсаторы С1 и С2.

«Wireless World» (Англия), 1980, №8
Радио №7, 1982 г.

Рис.1 Двуполярное питание от одной обмотки на двух мостах

Скромненько, со вкусом, но на этом — вся статья.

На самом деле, многочисленные заявления по поводу того, что подобные преобразователи слаботочны и не «держат» мощных нагрузок, с одной стороны, весьма преувеличены, с другой — имеют под собой некоторую почву в виде требований, предъявляемых к величине ёмкостей С1 и С2.
Теоретически источники отрицательного напряжения способны отдавать мощность, соизмеримую с мощностью основного положительного источника и в сумме с ним обеспечивать мощность равную мощности трансформатора.

Читайте также:  Формула подсчета общего напряжения при последовательном соединении резисторов

А из каких соображений следует выбирать номиналы разделительных конденсаторов?
Тут всё просто — их реактивные сопротивления на частоте 50 Гц должны быть в 30. 40 раз меньше, чем сопротивление Rн при максимальном токе, где Rн = U/Imax . Рассчитать эти сопротивления можно на странице — ссылка на страницу.

Получение отрицательного выходного напряжения

Уменьшить количество разделительных конденсаторов до 1 шт. можно воспользовавшись следующей схемой.

Рис.2 Схема выпрямителя с формированием двуполярного выходного напряжения

Выходное напряжение трансформатора выбирается исходя из требуемых напряжений, а рабочие напряжения разделительных конденсаторов должны выдерживать вдвое большие величины, чем пиковые значения выпрямленного переменного напряжения.

Теперь можно забыть про разделительные конденсаторы и перейти к схеме, представленной на Рис.3.

Двуполярное питание на однополупериодных выпрямителях

Тут всё очень просто — два однополупериодных выпрямителя разной полярности на диодах VD1 и VD2 и два сглаживающих конденсатора — С1 и С2.

Недостатком схемы является необходимость применения электролитов ёмкостями в два раза большими, чем в аналогичных выпрямителях, выполненных по двухполупериодной схеме.

Рассчитать номиналы этих конденсаторов можно в калькуляторе на странице — ссылка на страницу.

Рис.3 Двуполярное питание от одной обмотки на однополупериодных выпрямителях

Радикально снизить ёмкости сглаживающих конденсаторов можно включив в схему пару интегральных стабилизаторов напряжения. С примером такой реализации можно ознакомиться на Рис.4.

Двуполярное питание на однополупериодных выпрямителях

Рис.4 Двуполярное питание от одной обмотки на однополупериодных выпрямителях и
интегральных стабилизаторах

Двуполярное питание с узлом формирования искусственной земли

Если напряжение на выходе выпрямителя или однополярного источника питания имеет достаточную величину Uвых, то можно получить двуполярное напряжение ±Uвых/2, применив схему для формирования искусственной средней точки, в нашем случае — земли (Рис.5).

Рис.5 Двуполярное питание с узлом формирования искусственной земли

Данный формирователь двуполярного питания (при соответствующем выборе транзисторов) позволяет запитывать достаточно мощные цепи.
Максимально допустимые токи транзисторов должны соответствовать токам нагрузки, а коэффициент передачи тока — не менее 1000/Rн.

Все представленные формирователи, кроме последнего, подразумевают переделку существующего блока однополярного питания и не позволяют получать разнополярные напряжения от гальванических элементов или аккумуляторов.
Как быть, если нужен плюс-минус от батарейки или готового БП без его переделки рассмотрим на следующей странице.

Источник