Site Loader

Содержание

ДВУПОЛЯРНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ БП ИЗ ОДНОПОЛЯРНОГО

При наличии у вас лабораторного блока питания с возможностью регулировки выходного напряжения и тока, и защитой от КЗ и перегрузки на выходе, можно дополнить его такой «приставкой». Тогда на выходе можно получить не только однополярное, но и двуполярное регулируемое напряжение. При этом сохранятся все «родные» функции БП — возможность регулировки тока и напряжения и защита по выходу.

Но следует учесть, что значения двуполярного выходного напряжения будут равны половинным значениям «базового». То есть, если ваш БП выдаёт, например, от 0 до 30 вольт на выходе, то выходное напряжение двуполярного варианта будут, соответственно, иметь величину от 0 до +/- 15 вольт (чуть меньше с учётом потерь). При этом будет автоматически обеспечено стабильное равенство напряжений плюсового и минусового «плечей» во всём диапазоне регулировок выходного напряжения.

Схема приставки к блоку питания

Схема простейшая, не требует специального подбора элементов и сложных настроек.

Её может собрать любой, даже начинающий радиолюбитель из того, что буквально «есть под рукой».

Данная схема — не моё изобретение. Она была найдена несколько лет назад на просторах инета. К сожалению, у меня не осталось информации об её авторстве, поэтому не могу дать ссылку на первоисточник. Но есть фрагмент текста, описывающий устройство и принцип работы схемы, который привожу ниже (с учётом обозначений элементов на моей, приведённой здесь схеме):

«Операционный усилитель OP1 измеряет разницу напряжений в средней точке делителя напряжения R1 — R2, Rрег с напряжением на «корпусе» и реагирует на их разницу увеличивая, или уменьшая выходное напряжение. 

При подаче питания на устройство, происходит заряд конденсаторов С1 и С2 по пути «+» источника питания, конденсатор С1, конденсатор С2, «-» источника питания. Таким образом, каждый конденсатор зарядится половинным входным напряжением. Эти напряжения и будут на выходе устройства. Но это будет наблюдаться при сбалансированной нагрузке.

Рассмотрим случай, когда к устройству подключена несбалансированная нагрузка – например, сопротивление нагрузки в цепи положительного выходного напряжения намного меньше сопротивления нагрузки подключенной к цепи отрицательного выходного напряжения. Так как параллельно конденсатору С1 подключена цепь нагрузки – диод VD1 и малое сопротивление нагрузки, то заряд конденсатора С2 будет проходить не только через С1, но и по параллельной ему цепи – диод VD1, малое сопротивление нагрузки. Это приведёт к тому, что конденсатор С2 будет заряжаться большим напряжением, чем конденсатор С1, что в свою очередь приведёт к тому, что положительное выходное напряжение будет меньше отрицательного.

На корпусе устройства напряжение возрастёт по потенциалу относительно средней точки резисторов R1 — R2, Rрег, где потенциал равен половине входного напряжения. Это приведёт к появлению на выходе операционного усилителя отрицательного напряжения относительно корпуса устройства. И чем больше будет разница потенциалов на входе операционного усилителя, тем больше будет отрицательное напряжение.

В результате отрицательного напряжения на выходе ОУ, транзисторы VT1 и VT2 откроются и подобно цепи «диод VD1, малое сопротивление нагрузки» в положительной цепи, создаст шунтирующее действие на конденсатор С2 в отрицательной цепи. Это в свою очередь приведёт к уравновешиванию токов в положительной и отрицательной цепях и выровняет выходные напряжения. В случае разбалансировки нагрузки устройства в сторону отрицательного напряжения открываются транзисторы VT1 и VT2. 

Таким образом, за счёт схемы автоматического контроля за потенциалом «нуля», осуществляется его балансировка в «среднее состояние» между плюсом и минусом питания.»

Используемые в схеме детали

В качестве операционного усилителя можно использовать микросхемы К140УД6, К140УД7, К140УД601, К140УД701 или зарубежные аналоги (с учётом их другой цоколёвки).

Резисторы в эмиттерных цепях транзисторов нужны для выравнивания токов транзисторов и ограничения их бросков в моменты переключения. При небольших тока нагрузки достаточно будет использовать один выходной каскад, тогда эти резисторы в эмиттерных цепях можно исключить. При значительной нагрузке (до 10 А и выше) следует использовать параллельное включение транзисторов (показано на схеме зелёным цветом). Номинал этих резисторов может быть от 0,05 до 0,2 Ом при мощности не менее 5 ватт (зависит от мощности и тока нагрузки). Все остальные резисторы в схеме — типа МЛТ0,25.

Транзисторы можно использовать типов: КТ805/КТ837, КТ819/КТ818, КТ827/КТ825 или аналогичные импортные. Диоды VD1 и VD2 предназначены для исключения шунтирования транзисторами устройства цепей нагрузки. Они могут быть типа КД226, КД210, КД237 и другие, в зависимости от максимального тока нагрузки.

Транзисторы устанавливают на теплоотводы достаточного размера. Размеры теплоотводов определяются только тем, насколько нагрузка будет не сбалансирована. Чем больше не сбалансирована, тем больше площадь радиаторов.

Настройки этот делитель однополярного напряжения не требует, правильно собранная схема начинает работать сразу. Резистор Rрег предназначен для установки равенства выходных двухполярных напряжений.

В случае появления «биений» выходного напряжения в результате возбуждения и самогенерации, необходимо уменьшить значение резистора R4, увеличив при этом значение обратной отрицательной связи.

Микросхема ОУ может быть ограничена по питанию до 15 вольт в «плече» (в зависимости от её типа), поэтому для получения бОльших выходных напряжений необходимо подключать питание к выводам 4 и 7 через добавочные сопротивления и соответствующие стабилитроны, но при этом возрастёт и нижний уровень выходных напряжений. Стабилитроны следует зашунтировать конденсаторами порядка 0,1…1,0 мкФ.

В некоторых микросхемах ОУ предусмотрена возможность регулировки баланса нуля выходного напряжения с помощью внешнего подстроечного резистора. Но при изменении напряжения входного питания, будет необходима его подстройка, поэтому в данной схеме эта функция не используется.

Схема стабилизатора была собрана и испытана на практике. При всей своей простоте обеспечивает хорошие показатели и надёжность, не занимает много места и может быть размещена в корпусе вашего «исходного» однополярного БП. При этом для нормальной работы БП в однополярном режиме, следует предусмотреть переключатель S1 для отключения двуполярной приставки, чтобы она не оказывала никакого влияния на него. Также, на выходе основного БП полезно будет поставить дополнительный предохранитель F1 на ток, соответствующий максимально возможному току двуполярной нагрузки.

Конструкция устройства

Следует учесть, что выход GND приставки является «искусственной средней точкой», поэтому он не должен контактировать с «общим» проводом исходного БП (!) – обычно это «-» питания.

На фото приведён пример моей конструкции. Схема собрана на печатной плате   размерами 55 х 30 мм и установлена в корпусе «основного» (однополярного) БП. Корпус от компьютерного блока питания имеет компактные размеры, поэтому монтаж получился довольно плотным. Однако на работу как основного блока, так и «приставки» это не оказало никакого влияния.

Транзисторы выведены на проводах небольшой длины (порядка 60…80 мм) и закреплены на свободном месте основного теплоотвода через изоляционные прокладки. Переключатель S1 выведен на переднюю панель БП (тумблер). Предохранитель F1 установлен на боковой стенке справа. Автор статьи: Барышев Андрей Владимирович.

   Форум по блокам питания

схема для изготовления своими руками

Большая часть низковольтных потребителей (радиоэлектронная аппаратура и т.д.) для питания требует напряжения одной полярности. Наряду с этим существуют схемы, для которых необходимо как положительное (относительно общего провода), так и отрицательное напряжение. Источники питания для таких узлов называются двухполярными, они необходимы для запитки схем на операционных усилителях, двухтактных каскадов аудиоусилителей и т.п.

Описание популярных схем двухполярного питания

Проще всего организовать двухполярное питание с помощью резистивного делителя. На вход подается напряжение, равное удвоенному уровню каждого плеча. Общая точка соединения двух резисторов служит общим проводом.

Организация двухполярного питания с помощью резистивного делителя.

Напряжение плеч распределяется пропорционально сопротивлениям каждого резистора. При R1=R2 выход будет симметричным – U1=U2. Недостатком такого делителя является зависимость распределения напряжений от нагрузки – потребитель шунтирует резисторы, и если шунтирование будет различным, то и выходное напряжение также станет несимметричным. Чтобы уменьшить этот эффект, надо, чтобы Rнагрузки было намного больше резистора соответствующего плеча. Соответственно, при росте мощности потребителя придется уменьшать значение каждого сопротивления делителя, что приведет к росту потребляемой мощности по цепи R1R2, и уже скоро она достигнет неприемлемых величин.

Этот недостаток значительно сглаживается, если вместо резисторов применить конденсаторы. Напряжение распределяется пропорционально емкостям, при С 1=С2 на выходе U1=U2.

Емкостный делитель.

Емкость зависит от нагрузки, поэтому в этой схеме применяют оксидные (раньше их называли электролитическими) конденсаторы. В теории через цепь С1С2 ток не течет, мощность не потребляется. На практике оксидные конденсаторы имеют заметный ток утечки. Он не настолько велик, чтобы создать проблемы с потребляемой мощностью, но он для каждого конденсатора индивидуален, и создает изначальную несимметрию плеч. Этот эффект усиливает большой допустимый разброс емкостей электролитов. Поэтому параллельно конденсаторам полезно поставить по резистору одинакового номинала (в несколько сотен ом или несколько килоом). На потребление мощности они почти не повлияют, а распределение уровней выровняют.


Практическая схема источника питания с емкостным делителем.

На практике можно использовать подобную схему совместно с понижающим трансформатором и мостовым двухполупериодным выпрямителем. Конденсаторы служат одновременно сглаживающим фильтром и делителем. Выравнивающие делители не обязательны, если у трансформатора есть отвод от середины вторичной обмотки.

Источник двухполярного питания с трансформатором со средней точкой.

На новый уровень независимость выходного напряжения от нагрузки выводит выполнение источника питания по схеме со стабилизацией. В простом варианте ее можно выполнить на двух транзисторах, на базы которых подана половина питания от резистивного делителя (оба сопротивления должны быть равны).

Стабилизированный источник двухполюсного питания.

Для верхнего (положительного) плеча можно применить транзистор КТ815 (КТ817). Для нижнего (отрицательного) КТ814 (КТ816) или другие соответствующей структуры.

Двухполярный делитель напряжения с операционным усилителем.

Еще лучшие параметры имеет схема с применением операционного усилителя. Цепь отрицательной обратной связи на резисторе R3 обеспечивает хороший коэффициент стабилизации. Делитель на R1R2 задает уровень средней точки.

Двухполярный БП с линейными стабилизаторами в каждом плече.

Несложная и устойчивая схема получается на линейных стабилизаторах серии 78ХХ (79XX для отрицательного плеча). Применен трансформатор со средней точкой, делителем служит цепь С1С3. Микросхемы-стабилизаторы включаются по стандартной схеме, диоды VD1 и VD3 защищают соответствующий канал от напряжения обратной полярности.

По подобной схеме можно построить и лабораторный блок питания, но для него удобнее использовать схему, регулируемую по выходному уровню. Такой источник можно построить на трансформаторе со средним отводом. Если его нет, можно использовать две идентичные вторичные обмотки (домотать или намотать заново) с отдельным выпрямителем для каждого канала или вообще использовать два раздельных трансформатора. Такой источник можно использовать как два отдельных однополярных канала, а соединив перемычкой плюс одного с минусом другого, получить регулируемый двухполярный БП.

Двухполярный лабораторник с раздельными каналами.

Схема такого двухполярного блока питания содержит два раздельных канала, каждый из которых выполнен на микросхеме LM317. Диоды моста и транзистор должны быть рассчитаны на полный ток канала, трансформатор – на суммарную мощность двух трактов. Лабораторник позволяет в каждом из каналов получить напряжение от 1,25 до 35 вольт (зависит от входного напряжения). При необходимости получить двухполярное напряжение, минусовой вывод одного тракта соединяется с плюсовой клеммой другого, образуя среднюю точку.

Импульсный двухполярный блок питания.

Если нужен легкий, но мощный БП, придется прибегнуть к довольно сложной импульсной схемотехнике. Такой блок можно собрать на полевых транзисторах и микросхеме IR2153. Источник обеспечивает мощность около 100 ватт, выходное напряжение задается параметрами трансформатора. При указанном на схеме соотношении витков на выходе будет около 35 вольт в каждом плече.

Читайте также: Переделка компьютерного блока питания в лабораторный

Трансформатор наматывается на каркасе от трансформатора импульсного БП компьютера.

Каркас импульсного трансформатора.

Советы по самостоятельному изготовлению двухполярного блока питания

Большую часть элементов блока питания можно установить на печатной плате, даже трансформатор, если это удобнее. Во многих случаях силовые элементы (транзисторы, диоды, линейные интегральные регуляторы напряжения) снабжаются радиаторами для обеспечения нормального температурного режима. Поэтому надо их монтировать либо на теплоотводе, либо при проектировании платы предусмотрительно устанавливать на краю так, чтобы можно было привинтить внешний радиатор.

При таком расположении элементов одну из микросхем снабдить радиатором не получится.

Плату можно разработать самостоятельно в специальных программах, вроде бесплатной Sprint Layout, либо просто нарисовать на бумаге. Готовое изделие можно заказать через интернет или сделать самостоятельно по одной из домашних технологий:

  • ЛУТ;
  • фоторезист;
  • нарисовать на плате вручную (например, лаком для ногтей).
Правильное расположение силовых элементов БП.

Травится плата либо в классическом растворе хлорного железа, либо в смеси, состоящей из:

  • 100 мл перекиси водорода;
  • 30 г лимонной кислоты;
  • 2-3 чайных ложки поваренной соли.

Читайте также

Схема бестрансформаторного источника питания

 

Не всегда удается подобрать нужный сетевой трансформатор, поэтому чаще подбирается подходящий по мощности, вторичная обмотка (или несколько) удаляются. Необходимо намотать вторичку заново – для этого существуют методики расчета. Их можно найти в литературе. В интернете для этого имеются онлайн-калькуляторы.

Самодельный лабораторник с двумя каналами напряжения и возможностью двухполярного включения.

Если блок питания предполагается использовать для питания конкретного устройства (например, усилителя звуковой частоты), его можно встроить в общий корпус с основным изделием. А можно сделать в отдельном корпусе (лабораторные источники в большинстве случаев делают в виде отдельного блока). Корпус можно подобрать готовый или сделать самостоятельно. Здесь возможности ограничены фантазией и уровнем квалификации мастера.

Регулируемый двухполярный источник питания | АО Созвездие

О том, что такое двухполярное питание – написаны целые трактаты, от 2 абзацев до статьи длинной в 40 листов, поэтому мы не будем расписывать здесь эти подробности, отметим лишь самые важные моменты. Данный тип питания чаще всего применяется измерительной технике и различной аналоговой аппаратуре, особенно в аудио и видео – причина этого довольно проста: многие сигналы, которые надо измерять и обрабатывать имеют не только положительное значение, но и отрицательное, в соответствии с порождающим их неэлектрическим физическим явлением. Ярким примером такого явления являются звуковые волны, которые раскачивают мембрану динамического микрофона, порождая в катушке ток, направление которого показывает положение этой самой мембраны относительно точки покоя.

Следовательно, схема обработки такого сигнала должна нормально работать при любом знаке напряжения на входе. Таких схем реализовано огромное множество, но многим из них требуется двухполярное питание.

Опять же, существует огромное количество всевозможных схем для получения двухполярного питания — от примитивных, до весьма нестандартных, использующих совершенно неочевидные схемотехнические решения. Рассматривать преимущества абстрактных схем и решений, вних примененных, можно бесконечно долго, а наилучшего варианта попросту не существует, т.к. в каждом конкретном случае существуют определенные требования (в том числе и наличие необходимых компонентов на текущий момент времени), которые и определяют конечный вариант сборки устройства.

Выбор схемы двухполярного источника питания

С учетом вышеизложенного, соберем небольшой регулируемый стабилизированный двухполярный источник питания для использования в лабораторных условиях при наладке маломощных усилителей низкой частоты, измерительных схем, содержащих в себе операционные усилители, и других устройств, по тем или иным причинам требующих двухполярного питания. Добавим, что данный источник должен иметь низкий уровень собственных шумов и как можно более низкую пульсацию выходного напряжения. Дополнительно требуется, чтобы он был достаточно надежным и мог пережить подключение к нему некорректно собранного устройства. Также хотелось бы сделать его в виде универсального модуля, который можно было бы использовать для быстрого макетирования новых конструкций или временно установить его в устройство, для которого еще не изготовлен окончательный вариант блока питания. Определив ТЗ можно перейти к подбору схемы будущего устройства.

Все схемы преобразователей однополярного питания в двухполярное, наподобие приведенных на Рис. 1, мы не рассматриваем, т.к. их применение возможно только со строго определенной нагрузкой. Так, например, в случае возникновения короткого замыкания в цепи, подключенной к одному из плеч – возникнет непредсказуемый перекос напряжений или токов, который в свою очередь может привести к выходу из строя и источника, и исследуемой схемы.

Рис. 1 — Неподходящие схемы преобразователей

Отличнейшая схема преобразования однополярного питания в двухполярное, но, увы, без регулировки выходного напряжения приведена в журнале «Радиоаматор» № 6 за 1999 год:

Рис. 2 — Схема преобразования однополярного питания в двухполярное без регулировки выходного напряжения

В экстренных случаях можно смело рекомендовать ее к повторению, но для нашей задачи она не подходит.

Сразу же отбросим идею простого импульсного источника, т.к. при использовании простейших схем, которые содержат минимальный набор компонентов – источник получается очень шумным, т.е. на выходе у него присутствует довольно много шумов и разного рада помех, от которых не так-то просто избавиться.

Рис. 3 — Схема из книги «500 схем для радиолюбителей. Источники питания», автор А.П. Семьян

При этом для питания УНЧ на микросхеме TDA – это отличный вариант, а вот для микрофонного усилителя с большим коэффициентом усиления – уже не очень. К тому же, все равно придется делать отдельные узлы стабилизации и защиты от короткого замыкания. Хотя, если бы нам требовался источник мощностью от 150 Вт и более – построение импульсного блока питания с регулировкой, хорошей фильтрацией и встроенной защитой стало бы превосходным, да к тому же, экономически выгодным решением.

Самым простым и надежным решением для нашей задачи будет использование трансформатора мощностью около 30 Вт с двумя обмотками или обмоткой с отводом от средней точки. Данные трансформаторы широко распространены на рынке, их легко найти в отжившей свой век аппаратуре, а в крайнем случае всегда можно домотать дополнительную обмотку на имеющийся в данный момент в наличии.

Рис. 4 — Трансформаторы

Так как нам нужен стабилизированный источник, то соответственно после трансформатора и диодного моста нам нужен некий регулируемый блок стабилизации напряжения с защитой от короткого замыкания (хотя защиту от замыкания можно добавить и после).

Следующим шагом бракуем все варианты стабилизаторов, собранные на дискретных элементах и состоящие из огромного числа деталей, как слишком сложные для поставленной задачи. К тому же, в подавляющем большинстве случаев они требуют тщательной настройки с подбором некоторых элементов.

Рис. 5 — Стабилизатор, собранный на дискретных элементах

Наиболее простым решением в нашем случае будет использование регулируемых линейных стабилизаторов, таких как LM317. Сразу же хочется предостеречь от в корне неверной идеи использования двух положительных стабилизаторов, включенных как показано ниже. Данная схема, хотя и может работать – функционирует некорректно и нестабильно!

Рис. 6 — Схема с использованием двух положительных стабилизаторов

Соответственно, придется использовать «комплементарный» регулируемый стабилизатор LM337. Плюсом обоих стабилизаторов является встроенная защита от перегрева и короткого замыкания на выходе, а также простая схема включения и отсутствие необходимости в настройке. Подсмотреть типовую схему включения данных стабилизаторов можно в даташите от производителя:

Рис. 7 — Типовая схема включения стабилизаторов LM317-LM337

Немного доработав ее, получим итоговый вариант модуля регулируемого двухполярного источника питания, собирать который мы будем по следующей схеме:

Рис. 8 — Схема модуля регулируемого двухполярного источника питания

Схема кажется сложной из-за того, что мы отметили на ней все рекомендуемые детали обвязки, а именно шунтирующие конденсаторы и диоды, служащие для разряда емкостей. Дабы убедиться в необходимости установки большинства из них – можно снова обратиться к даташиту:

Рис. 9 — Схема обвязки из datasheet

Мы добавили еще несколько элементов, чтобы еще больше защитить наш стабилизатор и максимально сгладить все пульсации и выбросы напряжения на выходе.

Для упрощения изготовления, а именно — уменьшения количества операций, необходимых для сборки применим технологию поверхностного монтажа, т. е. все детали в нашей конструкции будут SMD. Еще одним важным моментом будет тот факт, что в нашем модуле не будет сетевого трансформатора, его мы сделаем подключаемым. Причина кроется в том, что при большой разнице между питающим и выходным напряжениями, и работе с максимальным током, разницу между подводимой и отдаваемой в нагрузку мощностями необходимо рассеивать на регулирующих элементах нашей схемы, а конкретно – на интегральных регуляторах. Максимальная рассеиваемая мощность для таких стабилизаторов и так невелика, а при использовании SMD-корпусов становится еще меньше, и в результате максимальный ток подобного стабилизатора, работающего с разницей между входным и выходным напряжениями в 20 В, легко может опуститься до 100 mA, а этого для наших задач уже недостаточно. Решить эту проблему можно уменьшив разницу между этими напряжениями, например, подключив трансформатор с напряжениями вторичных обмоток наиболее близкими к тому, которое требуется в данный момент.

Подбор компонентов

Одним из сложных моментов реализации нашей идеи внезапно оказался подбор интегральных стабилизаторов в нужном корпусе. Несмотря на то, что мне было достоверно известно об их существовании во всех возможных SMD-корпусах, просмотр даташитов различных производителей не позволял найти точной маркировки, а поиск по параметрам у нескольких глобальных поставщиков показывал лишь отдельные варианты, и чаще всего различных производителей. В итоге, искомая комбинация в корпусах SOT-223, к тому же из одной серии, обнаружилась на сайте Texas Instruments: LM337IMP и LM317EM:

Рис. 10 — Интегральные стабилизаторы LM337IMP и LM317EM

Стоит отметить, что различных пар, состоящих из разнополярных стабилизаторов напряжения можно подобрать великое множество, однако производителем рекомендована пара из стабилизаторов одной серии. Оба стабилизатора обеспечивают максимальный ток до 1 A при разнице между входным и выходным напряжением до 15 В включительно, однако номинальным током, при котором стабилизатор гарантированно не уходит в защиту по перегреву можно считать 0,5-0,8 А. Тока в 500 mA в тех приложениях, для которых мы строим данный стабилизатор более чем достаточно, поэтому будем считать задачу по подбору стабилизаторов выполненной.

Перейдем к остальным компонентам.

Рис. 11 — Компоненты для сборки регулятора

Диодный мост – любой, с номинальным током 1-2 А. на напряжение не менее 50 В, мы использовали DB155S.

Электролитические конденсаторы в данной схеме применимы практически любые, с небольшим запасом по напряжению. Подбор осуществляется исходя из следующих соображений: так как размах питающего напряжения, которое нам требуется не превышает 15 В, а рекомендуемый максимум для стабилизаторов составляет 20 В – конденсаторы на 25 В имеют запас минимум в 25%. Все электролитические конденсаторы необходимо зашунтировать пленочными или керамическими с номиналами согласно схемы, на напряжение не менее 25 В. Мы использовали типоразмер 0805 и тип диэлектрика X7R (можно применить NP0, а Z5U или Y5V – не рекомендуются из-за плохих ТКС и ТКЕ, хотя в отсутствие альтернативы – подойдут и такие).

Резисторы постоянного номинала – любые, в делителе напряжения, отвечающем за напряжение стабилизации лучше применить более точные, с допуском в 1%. Типоразмер всех резисторов -1206, исключительно для удобства монтажа, однако можно смело применять 0805. Подстроечный резистор номиналом в 100 Ом – многооборотный, для точной регулировки (используется 3224W-1-101E). Резистор, применяющийся для регулировки выходного напряжения — номиналом в 5 КОм, любой имеющийся, мы взяли 3314G-1-502E под отвертку, но можно применить и переменный резистор для монтажа на корпус, соединив его с платой стабилизатора проводами. Диоды желательно применять быстродействующие, на ток не мене 1 А и напряжение от 50 В, например HS1D.

Светодиодный индикатор включения рассчитан по следующему принципу: ток через стабилитрон при самом большом напряжении на входе не должен превысить 40 mA, при подаче на вход напряжения до 30 В, номинал токоограничивающего резистора будет равен 750 Ом, для надежности лучше применить 820 Ом. Подавать на стабилизаторы напряжение меньше чем 8 В на плечо бессмысленно (т.к. во внутренней структуре микросхемы присутствуют стабилитроны на 6,3 В), таким образом при напряжении в 16 В ток через стабилитрон будет составлять 20 mA, а через подключенный параллельно ему светодиод – порядка 8 mA, чего будет достаточно для свечения SMD-светодиода. Стабилитрон любой, на напряжение стабилизации 3,3 В (применен DL4728A), и соответственно токоограничивающий резистор для светодиода в 150 Ом для обеспечения его продолжительной работы при максимальном токе через стабилитрон.

Изготовление устройства

Рисуем печатную плату нашего устройства, особое внимание обращая на контактные площадки для крупных SMD-конденсаторов. С ними может возникнуть следующее затруднение – базово они предназначены для пайки в печи, т.е. припаять их снизу, особенно маломощным паяльником довольно сложно, однако выводы конденсатора доступны сбоку и можно прочно припаять его при условии, что толщина подходящих к нему дорожек будет достаточной для обеспечения механической прочности соединения. Также, немаловажным является тот факт, что положительный и отрицательный стабилизаторы имеют разную цоколевку, т.е. просто отзеркалить одну половину печатной платы при разводке не получится.

Рисунок печатной платы переносим на предварительно подготовленный кусок фольгированного стеклотекстолита, и отправляем его травиться в раствор персульфата аммония (или другого подобного реагента на ваш выбор).

Рис. 12 — Плата с перенесенным рисунком и процесс травления

После того как плата была вытравлена, удаляем защитное покрытие и наносим на дорожки флюс, лудим их для защиты меди от окисления, после чего начинаем припаивать компоненты, начиная с наименьшего по высоте. Особых проблем возникнуть не должно, а к возможным трудностям с SMD-электролитами мы подготовились заранее.

Рис. 13 — Плата после травилки + наносим флюс + лужение

После того как все компоненты припаяны, а плата омыта от флюса необходимо подстроечным резистором в 100 Ом отрегулировать напряжение на отрицательном плече, чтобы оно совпало с напряжением на положительном плече.

Рис. 14 — Готовая плата

Рис. 15 — Регулировка напряжения на отрицательном плече

Испытания собранного устройства

Подключим к нашему стабилизатору трансформатор и попробуем нагрузить оба его плеча, и каждое из плеч независимо друг от друга, попутно контролируя токи и напряжение на выходах.

Рис. 16 — Первое измерение

После нескольких попыток произвести измерения на максимальном токе, стало понятно, что малюсенький трансформатор не в состоянии обеспечить ток в 1,5 А, и напряжение на нем проседает больше чем на 0,5 В, поэтому схема была переключена на лабораторный источник питания, обеспечивающий ток до 5 А.

Рис. 17, 18, 19 — Дополнительные измерения

Все работает в штатном режиме. Данный регулируемый двухполярный источник питания, собранный из качественных компонентов, благодаря своей простоте и универсальности, займет достойное место в домашней лаборатории или небольшой ремонтной мастерской.

Измерения и пуско-наладочные работы проводились на базе испытательной лаборатории АО «КППС», за что им отдельное спасибо!

Двухполярный блок питания из однополярного в Якутске: 520-товаров: бесплатная доставка [перейти]

Партнерская программаПомощь

Якутск

Каталог

Каталог Товаров

Одежда и обувь

Одежда и обувь

Стройматериалы

Стройматериалы

Здоровье и красота

Здоровье и красота

Текстиль и кожа

Текстиль и кожа

Продукты и напитки

Продукты и напитки

Детские товары

Детские товары

Электротехника

Электротехника

Дом и сад

Дом и сад

Промышленность

Промышленность

Сельское хозяйство

Сельское хозяйство

Торговля и склад

Торговля и склад

Все категории

ВходИзбранное

Двухполярный блок питания из однополярного

160 490

Дополнительный блок мощности EOS LSG 36 H (арт. 944230) Вес, кг: 2, Ширина, мм: 25, Глубина, мм: 17

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 237 500

Блок питания T+A PS 3000 HV Silver

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука HP 19V 4.74A (4.8*1.5) PA-1900-08

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука Sony 16V 4A (6.5*4.4) VGP-AC16V8

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука Acer (19V 6.32A (5.5mm*1.7mm)) Aspire, TravelMate, Ferrari, Ethos на

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания HP 19V 1. 58A (4.00*1.7) 493092-002

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука HP 19V 4.74A (4.8*1.7) PA-1900-08R1

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука Lenovo 20V 4.5A прямоугольный разъём

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука/монитора LCD 12V, 5A

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

mds.yandex.net/get-mpic/5332938/img_id1492616533945674018.jpeg/300×300″>

Блок питания для ноутбука Samsung A10 Series, P10-P50, T10, V20, V2 (19V 4.74A) 90W (5.0×3.5)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

19V -> 4.74A Автоадаптер в машину для ноутбука ACER Aspire, TravelMate, Extensa PA-1900 (5.5×1.7mm)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для LCD монитора Samsung 14V 6A. Коннектор 6,0 на 4,4мм с иглой. кабелем в ко

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания Lenovo 20V 2A 5.5mm/2.5mm

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

mds.yandex.net/get-mpic/4078462/img_id104701356035059684.jpeg/300×300″>

03-115 Блок питания 24В, 250Вт, импульсный, IP67, 175-265В, 10,4А, алюм сереб 270*95*35м тип: трансформатор, модель/исполнение: статический, корпус: металлический корпус

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука Sony 19.5V 6.15A (6.5*4.4)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука HP 19. 5V 3.33A, 4.8×1.7мм (ступенчатый), 65W Envy 4, 6, без сете

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания Asus 19V 2.1A 2.5*0.7 mm EeePC Eee PC 1001 1004 1005 1008 1011 1015 1016 1018 1025

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука Asus 19V 4.74A 4.5*3.0mm ORG

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания Lenovo 20V 2.25A IdeaPad 100 (4.0×1.7mm) 45W без сетевого кабеля

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания 15V/4A, универсальный, с двойным штекером (4. 0х1.7мм, 5,5х2,5мм корпус: пластиковый корпус, выход. мощность (макс): 60 Вт, номин. напряжение (мин): 100 В

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука Asus 19.5V 7.7A G53Sx, G53SW, G71G, G73SW (5.5×2.5mm) 150W

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания YW120V030 для монитора и телевизора LCD 3A, 12V, 36W, разъем круглый 5.5×2.5mm Цвет:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбуков HP Compaq 19V 6. 3A, 120W, 4-pin, овальный разъем (375125-001, HP-OW120F13ID)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбуков Samsung 19V 2.1A 3.0×1.1mm (AD-4019P, BA44-00278A, PA-1400-14) (40W)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для Sony PCGA-AC19V7, VGP-AC19V54 (150W 19. 5V 7.7A) Цвет: черный, Производитель XML:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания HP 19.5V 3.33A (7,4*5,0)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания (сетевой адаптер) для ASUS 5.25V 3A (Type-C) 15W Производитель XML: Sino Power,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбуков ASUS 19V 1.75A (4,0×1,35 mm) (AD890026, ADP-33AW/C, EXA1206CH) (33W)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

jpg»>

Универсальный блок питания для ноутбука 90 Вт (15-20V/6A (Max), 90W) Цвет: черный, Производитель

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбуков HP-Compaq mini 1000/2000 series 19V 1.58A (4.0×1.7), 30W Характеристика:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания Amperin AI-HP65D для ноутбуков HP 18.5V 3.5A 4.8×1.7 Производитель XML: Amperin,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

regmarkets.ru/listpreview/idata2/6d/4d/6d4d0e43a0da1389b812cb51942c9f25.jpg»>

Блок питания для ноутбуков Asus 19V 9.5A 180W (5.5×2.5) (ADP-180EB/D, FA180PM111, FSP180-ABAN1) (180W)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для планшета Acer iconia Tab A500 A200 A100 12V 1.5-2A (AP.0180P.002, PSA18R-120P) (18W)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука Asus PU500CA, PU551, 3. 42A, 19V, 65W, разъем круглый 4.5×2.8mm с ножкой в центре (EXA1203YH, PA-1650-78) 65W

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания TopON для ноутбуков Toshiba 19V 3.95A (5.5×2.5) 75W ADP-65JH DB TOP-LT01 Производитель

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания (сетевой адаптер) для ноутбуков Lenovo 20V 2.25A (4.0×1.7)mm, ADP-45DW/AA, ADP-45DW/С (45W)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

regmarkets.ru/listpreview/idata2/ba/aa/baaa918d5e2f0ff8817659f77f06eb79.jpg»>

Блок питания для ноутбуков Dell 19.5V 4.62A 7.4pin 90W slim (тонкий корпус) (LA90PM111, PA-10, PA-3E)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ультрабука Asus Zenbook UX32, UX42, Acer Chromebook 14, Samsung NP530 Series. 19V 2.37A (3.0×1.1mm) 45W. p/n: 40JW19V1AJ, ADP-45AW/AA.

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука Sony 10. 5V 3.8A 40W (4.8×1.7) (PA-1450-06SP, VGP-AC10V8) Цвет: черный,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания (сетевой адаптер) ADL65WLG для ноутбуков Lenovo YOGA 900 -13ISK 20V 3.25A/5V 2A 65W

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания Amperin AI-AS36 для нетбуков Asus 12V 3A 4.8×1.7 черный Производитель XML: Amperin,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания (сетевой адаптер) для ноутбуков Delta 19V 3.95A 5.5×2.5 Производитель XML: Sino Power,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

regmarkets.ru/listpreview/idata2/7e/5c/7e5c285ab632364b07c182562d8685cf.jpg»>

Блок питания для Dell DA130PE1-00, PA-13, PA-4E (130W 19.5V 6.7A 7.4х5.0) Цвет: черный,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука Toshiba Satellite A100, A105, A200, A205, Portege Series. 19V 4.74А (5.5×2.5 mm) 90W PN: PA-1750-01, PA3432U-1ACA

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбуков DELL Alienware 19. 5V 12.3A 240W 7.4*5.0 (HC) Характеристика: Блок

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания h401904817 для ноутбуков HP Compaq 1.58A, 19V, 30W, разъем круглый 4.8×1.7mm Цвет:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбуков HP 19V 7.1A 135W 7.4*5.0 Premium Характеристика: Блок питания,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

jpg»>

Блок питания ED495AA PPP009L для ноутбуков HP Compaq 18.5V 4.9A (7.4×5.0), 90W Цвет: черный,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука HP 19V 7.1A 5.5×2.5мм

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбуков Fujitsu-Siemens, Clevo, Roverbook 8A, 20V, 150W, разъем круглый с четырьмя ножками 4 pin (0226A20160, 76-01B160-4C)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

regmarkets.ru/listpreview/idata2/9e/71/9e710a7dedb09edf94819647e96d140f.jpg»>

Блок питания для ноутбуков Acer 19V — 3.42A (5.5×1.7) (ADP-65VH/B, HP-A0652R3, PA-1650-02) (65W)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука HP 19V 7.1A 7.4×5.0мм с иглой ORG

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбуков Toshiba 19V 3.95A, 75W (5.5×2.5) ADP-75SB/BB, PA-1750-09 (75W) Цвет:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для ноутбука HP Pavilion DV8, DV7, DV6, DV5, DV4, G7, G6, M7, M6 Series. 18.5V 6.5A (7.4×5.0mm с иглой) 120W. p/n: HTNN-DA25, PA-1121-02HC

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для HP 681059-001, AK875AA (180W, 19V 9.5A, 7.4×5.0) c ножкой в центре Цвет: черный,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания для моноблока Sony Vaio VPC-L, VGC-LT, VPC-F Series. 19.5V 7.7A (6.5×4.4mm с иглой) 150W. p/n: PCGA-AC19V9, VGP-AC19V18, ADP-150TB D.

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

jpg»>

Блок питания для ноутбуков HP 19.5V 4.62A (4.5×3.0) (709986-001, 710413-001, PA-1900-32H) 90W Цвет:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания Amperin AI-HP90C для ноутбуков HP 19.5V 4.62A 4.5×3.0mm 90W Производитель XML:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 страница из 18

Малошумящий двухполярный блок питания для высокочувствительных устройств

Выпрямители для получения двуполярного напряжения 3В, 5В, 12В, 15В и других Принципиальные схемы простых выпрямителей и конденсаторных делителей для получения двуполярных …

Содержание

Выбор схемы двухполярного источника питания

С учетом вышеизложенного, соберем небольшой регулируемый стабилизированный двухполярный источник питания для использования в лабораторных условиях при наладке маломощных усилителей низкой частоты, измерительных схем, содержащих в себе операционные усилители, и других устройств, по тем или иным причинам требующих двухполярного питания. Добавим, что данный источник должен иметь низкий уровень собственных шумов и как можно более низкую пульсацию выходного напряжения. Дополнительно требуется, чтобы он был достаточно надежным и мог пережить подключение к нему некорректно собранного устройства. Также хотелось бы сделать его в виде универсального модуля, который можно было бы использовать для быстрого макетирования новых конструкций или временно установить его в устройство, для которого еще не изготовлен окончательный вариант блока питания. Определив ТЗ можно перейти к подбору схемы будущего устройства.

Все схемы преобразователей однополярного питания в двухполярное, наподобие приведенных на Рис. 1, мы не рассматриваем, т.к. их применение возможно только со строго определенной нагрузкой. Так, например, в случае возникновения короткого замыкания в цепи, подключенной к одному из плеч – возникнет непредсказуемый перекос напряжений или токов, который в свою очередь может привести к выходу из строя и источника, и исследуемой схемы.

Рис. 1 – Неподходящие схемы преобразователей

Отличнейшая схема преобразования однополярного питания в двухполярное, но, увы, без регулировки выходного напряжения приведена в журнале «Радиоаматор» № 6 за 1999 год:

Рис. 2 – Схема преобразования однополярного питания в двухполярное без регулировки выходного напряжения

В экстренных случаях можно смело рекомендовать ее к повторению, но для нашей задачи она не подходит.

Сразу же отбросим идею простого импульсного источника, т.к. при использовании простейших схем, которые содержат минимальный набор компонентов – источник получается очень шумным, т.е. на выходе у него присутствует довольно много шумов и разного рада помех, от которых не так-то просто избавиться.

Рис. 3 – Схема из книги «500 схем для радиолюбителей. Источники питания», автор А.П. Семьян

При этом для питания УНЧ на микросхеме TDA – это отличный вариант, а вот для микрофонного усилителя с большим коэффициентом усиления – уже не очень. К тому же, все равно придется делать отдельные узлы стабилизации и защиты от короткого замыкания. Хотя, если бы нам требовался источник мощностью от 150 Вт и более – построение импульсного блока питания с регулировкой, хорошей фильтрацией и встроенной защитой стало бы превосходным, да к тому же экономически выгодным решением.

Самым простым и надежным решением для нашей задачи будет использование трансформатора мощностью около 30 Вт с двумя обмотками или обмоткой с отводом от средней точки. Данные трансформаторы широко распространены на рынке, их легко найти в отжившей свой век аппаратуре, а в крайнем случае всегда можно домотать дополнительную обмотку на имеющийся в данный момент в наличии.

Рис. 4 – Трансформаторы

Так как нам нужен стабилизированный источник, то соответственно после трансформатора и диодного моста нам нужен некий регулируемый блок стабилизации напряжения с защитой от короткого замыкания (хотя защиту от замыкания можно добавить и после).

Следующим шагом бракуем все варианты стабилизаторов, собранные на дискретных элементах и состоящие из огромного числа деталей, как слишком сложные для поставленной задачи. К тому же, в подавляющем большинстве случаев они требуют тщательной настройки с подбором некоторых элементов.

Рис. 5 – Стабилизатор, собранный на дискретных элементах

Наиболее простым решением в нашем случае будет использование регулируемых линейных стабилизаторов, таких как LM317. Сразу же хочется предостеречь от в корне неверной идеи использования двух положительных стабилизаторов, включенных как показано ниже. Данная схема, хотя и может работать – функционирует некорректно и нестабильно!

Рис. 6 – Схема с использованием двух положительных стабилизаторов

Соответственно, придется использовать «комплементарный» регулируемый стабилизатор LM337. Плюсом обоих стабилизаторов является встроенная защита от перегрева и короткого замыкания на выходе, а также простая схема включения и отсутствие необходимости в настройке. Подсмотреть типовую схему включения данных стабилизаторов можно в даташите от производителя:

Рис. 7 – Типовая схема включения стабилизаторов LM337

Немного доработав ее, получим итоговый вариант модуля регулируемого двухполярного источника питания, собирать который мы будем по следующей схеме:

Рис. 8 – Схема модуля регулируемого двухполярного источника питания

Схема кажется сложной из-за того, что мы отметили на ней все рекомендуемые детали обвязки, а именно шунтирующие конденсаторы и диоды, служащие для разряда емкостей. Дабы убедиться в необходимости установки большинства из них – можно снова обратиться к даташиту:

Рис. 9 – Схема обвязки из datasheet

Мы добавили еще несколько элементов, чтобы еще больше защитить наш стабилизатор и максимально сгладить все пульсации и выбросы напряжения на выходе.

Для упрощения изготовления, а именно – уменьшения количества операций, необходимых для сборки применим технологию поверхностного монтажа, т.е. все детали в нашей конструкции будут SMD. Еще одним важным моментом будет тот факт, что в нашем модуле не будет сетевого трансформатора, его мы сделаем подключаемым. Причина кроется в том, что при большой разнице между питающим и выходным напряжениями, и работе с максимальным током, разницу между подводимой и отдаваемой в нагрузку мощностями необходимо рассеивать на регулирующих элементах нашей схемы, а конкретно – на интегральных регуляторах. Максимальная рассеиваемая мощность для таких стабилизаторов и так невелика, а при использовании SMD-корпусов становится еще меньше, и в результате максимальный ток подобного стабилизатора, работающего с разницей между входным и выходным напряжениями в 20 В, легко может опуститься до 100 mA, а этого для наших задач уже недостаточно. Решить эту проблему можно уменьшив разницу между этими напряжениями, например, подключив трансформатор с напряжениями вторичных обмоток наиболее близкими к тому, которое требуется в данный момент.

Исходная схема

По ссылке существует подробное описание сути работы и настройки, поэтому останавливаться на этих моментах и тонкостях не стану.

Сначала была собрана исходная однополярная схема для пробы и поиска возможных ошибок, про которые писали некоторые собиравшие данную конструкцию. У меня всё сразу заработало нормально, возникли лишь вопросы с регулировкой тока ограничения и индикацией срабатывания этого ограничения. 

Поскольку исходная схема, как видно, разрабатывалась для выходных токов порядка 3 ампер и более, то и схема ограничения выходного тока соответствует этим заданным параметрам. Величина минимального тока ограничения определяется номиналом сопротивления R6, а с помощью переменного резистора R8 можно лишь несколько увеличивать величину тока срабатывания защиты (чем меньше суммарное сопротивление резисторов R6 и R8, тем больше будет допустимый выходной ток). Светодиод VD6  служит для индикации работы блока питания и срабатывания защиты (при срабатывания защиты и ограничении тока на выходе он гаснет).

Далее была собрана аналогичная схема для напряжения отрицательной полярности — полностью аналогичная, лишь с заменой полярности включения электролитических конденсаторов, диодов (стабилитронов) и с применением транзисторов противоположной структуры (n-p-n / p-n-p). Обозначения элементов «минусового» плеча оставлены такими же, как у «плюсового» для упрощения рисования схемы 🙂

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

Обратный ток акустической системы

Как известно, акустическая система является реактивной нагрузкой. А значит, она может возвращать ток усилителю. Этот ток, протекая по проводникам, создаёт разность потенциалов, что может привести к появлению положительной обратной связи и как следствие нестабильности усилителя.

Для избежания этого, земляную клемму громкоговорителя следует подключать к общему выводу конденсаторов фильтра питания. Часто вывод громкоговорителя подключают к общему выводу микросхемы, как показано на рисунке:

Такое подключение замыкает отрицательную полуволну сигнала в локальном контуре, исключая фильтрующий конденсатор, который мог бы снизить излучаемые помехи и повысить стабильность системы.

На рисунке показано, как ток утечки на землю одной полуволны сигнала может навести неприятные помехи и искажения, если общий провод громкоговорителя подключен  к выводу выходного каскада микросхемы:

Аналогично, если на плате усилителя в цепях питания есть байпасные конденсаторы (а они обычно есть) довольно большой ёмкости в несколько сотен микрофарад, то импульсы зарядного тока также создадут на общем проводнике разность потенциалов. Поэтому, повторимся ещё раз, наилучшая точка подключения общего провода акустической системы — это общий вывод конденсаторов фильтра питания.

Простая схема сетевого адаптера

На рисунке 1 показана наиболее популярная схема. Она состоит из маломощного силового трансформатора Т1, выпрямительного моста (обычно на диодах 1N4004 или 1N4002) и сглаживающего пульсации электролитического конденсатора С1.

Рис.1. Принципиальная схема простого выпрямителя.

Казалось бы, чтобы от этой схемы получить полноценное двуполярное напряжение, нужно как минимум перемотать вторичную обмотку трансформатора. На самом деле есть более простое решение. Просто нужно отказаться от двухполупериодного выпрямления в пользу однополупериодного. Конечно, в этом случае выходной ток будет существенно ниже, но если требуется питать относительно маломощную нагрузку (потребляющую не более четверти тока, указанного на корпусе сетевого адаптера), такой вариант может быть оптимальным решением.

Схема блока питания на uA723

Принципиальная схема БП

Прямому регулированию подвергается плечо положительного напряжения, в то время как отрицательная часть следует за положительной благодаря системе построенной на операционном усилителе TL081.

Описание приставки-делителя однополярного напряжения в двухполярное

Операционный усилитель LM358 (DA1) замеряет разность потенциалов между общим проводом и средней точкой делителя напряжения, собранного на сопротивлениях R1, R2, R3. При изменении данной разницы ОУ LM358 приводит к стабилизации выходного напряжения, уменьшая его или увеличивая.

Когда на схему подано входное напряжение, емкости С1 и С2 заряжаются половинным напряжением питания. При сбалансированной нагрузке, данные напряжения и будут выходным напряжением двухполярного источника питания.

Теперь проанализируем ситуацию, когда к выходу двухполярного блока питания подсоединена несбалансированная нагрузка, к примеру, сопротивление нагрузки в положительной цепи значительно ниже сопротивления нагрузки подсоединенной к отрицательной цепи.

Поскольку к емкости С1 параллельно подсоединена нагрузка (диод VD1 и небольшое сопротивление нагрузки), то емкость С2 будет заряжаться как через конденсатор С1 так и через выше обозначенную цепь (диод VD1 и небольшое сопротивление нагрузки).

По этой причине, заряд конденсатор С2 будет происходить большим напряжением чем конденсатор С1, а это приведёт к тому, что отрицательное напряжение будет выше положительного. На общем проводе напряжение увеличится относительно средней точки делителя напряжения R1, R2, R3, где напряжение равно 50% от входного.

Это способствует возникновению отрицательного напряжения на выходе ОУ LM358 относительно общего провода. В итоге открываются транзисторы VT2 и VT4 и аналогично электроцепи «диод VD1, небольшое сопротивление нагрузки» в положительной электроцепи, шунтирует емкость С2 в отрицательной цепи, что приводит к сбалансированности токов обоих цепей (положительной и отрицательной)

Аналогично, транзисторы VT1, VT3 откроются, если произойдет нарушение баланса нагрузки в сторону отрицательного напряжения.

www.meanders.ru

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Варианты двухполярного питания для портатива

Конечно для двухполярного питания в портативе можно воспользоваться двумя аккумуляторами. Но это приведет к дополнительным сложностям с их зарядкой, а также к расбалансу плеч по мере старения аккумуляторов.

Более продвинутый вариант сделать двухполярное питание из однополярного — использовать dc-dc инвертор напряжения MAX660, MAX865 или любой другой. Но и тут есть проблема. при разряде аккумулятора, вслед за положительным напряжением будет падать и отрицательное. Т.е. при заряженном аккумуляторе питание будет ±4.2, а при разряженном ±3 В или еще меньше.

И тут на помощь приходят SEPIC преобразователи. Не будем углубляться в теорию процесса преобразования — это тема отдельной статьи. А пока рассмотрим преобразователь однополярного напряжения в двухполярное на TPS65133.

Характеристики делителя однополярного напряжения в двухполярное:

Представленный делитель напряжения может подключаться к любому блоку однополярного напряжения в диапазоне от 7 до 30 вольт. При этом выходное двухполярное напряжение будет от 3 до 14,5 вольта.

В ходе работы, делитель не ухудшает параметров и характеристик Вашего однополярного блока питания. Что очень важно.

Делитель обеспечивает двухполярным питанием несбалансированную нагрузку током до 10 ампер каждого напряжения (и положительного, и отрицательного). Другими словами, если в положительной цепи будет нагрузка с током потребления 10 ампер, а в отрицательной 0,1 ампер, то положительное и отрицательное напряжения будут отличаться не более 0,01 вольта.

Регулировка двухполярного выходного напряжения осуществляется на самом блоке однополярного питания. Поэтому, если на Вашем блоке питания этой регулировки нет, то и выходное напряжение регулироваться не будет.

Представленный делитель однополярного напряжения испытывался с ранее разработанным мной универсальным блоком стабилизированного питания. Он показал превосходные свойства. Так как мой блок питания выдавал напряжение до 26 вольт, то выходные напряжения составили от 3 до +- 12,3 вольта. После подключения дополнительных витков вторичной обмотки силового трансформатора в схеме универсального стабилизированного блока питания до выходного стабилизированного напряжения в 32 вольта, выходные напряжения делителя составили от 3 до +- 15,2 вольта. Система автоматики от перегрузок работает также надежно.

;Устройство обладает адаптивной схемой контроля и регулировки равенства выходных напряжений, не зависимо от возможного изменения их амплитуды и нагрузки.

Описание работы

Стабилизатор U1 (uA723) включает в себя температурно компенсированный источник опорного напряжения, усилитель ошибки и выходной транзистор, обеспечивающий ток до 150 мА. Микросхема работает в типовой конфигурации, в которой его внутренний усилитель ошибки сравнивает напряжение с делителя R0 (5,6 k) — R3 (4,7 k) с напряжением, какое наличествует на выходе блока питания. Резисторы R4 (220R), R5 (6,8 k) и потенциометр P1 (50k) обеспечивают регулирование напряжения выхода.

Усилитель ошибки работающие в петле отрицательной обратной связи регулируется с помощью элементов R1 (560R), T1 (BD911) и T2 (BD139) меняя выходное напряжение так, чтобы его доля была равна установленному напряжению через делитель R0 — R3. Изменение положения ползунка P1 приведет к изменению выходного напряжения, поэтому усилитель ошибки, соответственно, изменит выходное напряжение, чтобы эти изменения компенсировать.

Например: перемещение ручки потенциометра в направлении R4 повысит напряжение на его ползунке, что заставит стабилизатор (через усилитель ошибки) снизить выходное напряжения так, чтобы потенциал регулятора снизился до уровня устанавливаемого делителем R0 — R3.

Резистор R2 (0.2 R/5W) вместе с транзистором Т6(BC548) работает в узле ограничения тока. Если ток, потребляемый от источника питания растет — падение напряжения на R2 также возрастает. Открытый транзистор Т6 при снижении напряжения равным примерно 600 мВ вызовет короткое замыкание между эмиттером и базой транзисторов управления и тем самым ограничит ток, протекающий через T1. Ток будет ограничен значением примерно 0.6/R2, что в данном случае дает 3 Ампера. Номинал резистора следует подобрать самостоятельно, учитывая трансформатор и его характеристики. В роли T1 в большинстве случаев потребуется применение нескольких транзисторов соединенных параллельно, чтобы распределить протекающий ток и мощность на несколько элементов.

За регулирование отрицательной половины питания отвечает операционный усилитель U2 (TL081). Его выход управляет транзисторами T3 (BD140) и T4(BD912). Резистор R9 (560R) ограничивает ток базы Т3, выполняя аналогичную роль, как R1 в положительной половине питания. Делитель R6 (100k), R7 (100k) и P2 (10k) подобран таким образом, чтобы в состоянии, установленном на регуляторе P2 был потенциал массы. Увеличение напряжения на выходе положительной части блока питания приведет к увеличению потенциала на ползунке потенциометра P2, одновременно ОУ U1 стремясь уровнять потенциал на обоих своих выходах приведет к снижению отрицательной половины питания с помощью регулировочных элементов T3 и T4. Напряжение на отрицательной половине, соответственно, будет следовать за положительным, если только делитель R6, R7, P2 будет установлен на деление 1:1.
Транзистор T5 (BC557) ограничивает ток в отрицательной половине питания таким же образом, как и T6 в положительной половине. Максимальное значение тока в данном случае это 0. 6/R8.

К разъемам IN1 и IN2 подключаются две независимые обмотки трансформатора питания. Напряжение будет одинаково на мостах Br1 (5А) и Br2 (5А) и будет фильтроваться с помощью емкости C1, C2 (4700uF) и C3, C4 (100nF), после чего попадает на транзисторы T1 и T4 (напоминаем, что каждый из них может состоять из нескольких транзисторов, соединенных параллельно). На выходе напряжение фильтруют конденсаторы C6, C7 (470uF) и C9, C10 (100nF). Выходом блока является разъем OUT на котором и будет регулируемое напряжение симметрично относительно массы. Кроме того, на плате можно установить делитель R10-R13, благодаря которому возможно измерение выходного напряжения с помощью микроконтроллера с преобразователем ADC.

На вход схемы необходимо подключить трансформатор с двумя обмотками напряжением 2×24 В и мощности в зависимости от ваших потребностей.

Изготовление устройства

Рисуем печатную плату нашего устройства, особое внимание обращая на контактные площадки для крупных SMD-конденсаторов. С ними может возникнуть следующее затруднение – базово они предназначены для пайки в печи, т.е. припаять их снизу, особенно маломощным паяльником довольно сложно, однако выводы конденсатора доступны сбоку и можно прочно припаять его при условии, что толщина подходящих к нему дорожек будет достаточной для обеспечения механической прочности соединения. Также, немаловажным является тот факт, что положительный и отрицательный стабилизаторы имеют разную цоколевку, т.е. просто отзеркалить одну половину печатной платы при разводке не получится.

Рисунок печатной платы переносим на предварительно подготовленный кусок фольгированного стеклотекстолита, и отправляем его травиться в раствор персульфата аммония (или другого подобного реагента на ваш выбор).

Рис. 12 – Плата с перенесенным рисунком + травилка

После того как плата была вытравлена, удаляем защитное покрытие и наносим на дорожки флюс, лудим их для защиты меди от окисления, после чего начинаем припаивать компоненты, начиная с наименьшего по высоте. Особых проблем возникнуть не должно, а к возможным трудностям с SMD-электролитами мы подготовились заранее.

Рис. 13 – Плата после травилки + наносим флюс + лужение

После того как все компоненты припаяны, а плата омыта от флюса необходимо подстроечным резистором в 100 Ом отрегулировать напряжение на отрицательном плече, чтобы оно совпало с напряжением на положительном плече.

Рис. 14 – Готовая плата

Рис. 15 – Регулировка напряжения на отрицательном плече

Ложка дегтя в бочку меда

При всех очевидных плюсах, самым большим минусом данной микросхемы является ее корпус. Микросхема выпускается только в корпусе предназначенном для поверхностного монтажа, размерами 3х3 мм. Размеры контактов составляют 0.6х0.2 мм, а расстояние между ними 0.25 мм.

Изготовить плату с такими контактами в домашних условиях — не самое простое занятие. Можно облегчить себе жизнь, если купить готовый модуль со впаянной микросхемой и обвязкой.

Вообще TPS65133 не единственная. В этом же ряду есть микросхемы TPS65130 TPS65131, TPS65132, TPS65135….. Однако либо их характеристики мене интересны, либо корпус еще хуже.

Буду очень признателен всем, кто подскажет микросхемы с аналогичными характеристиками. Жду Вас в комментах

Материал подготовлен исключительно для сайта AudioGeek.ru

Испытания собранного устройства

Подключим к нашему стабилизатору трансформатор и попробуем нагрузить оба его плеча, и каждое из плеч независимо друг от друга, попутно контролируя токи и напряжение на выходах.

Рис. 16 – Первое измерение

После нескольких попыток произвести измерения на максимальном токе, стало понятно, что малюсенький трансформатор не в состоянии обеспечить ток в 1,5 А, и напряжение на нем проседает больше чем на 0,5 В, поэтому схема была переключена на лабораторный источник питания, обеспечивающий ток до 5 А.

Все работает в штатном режиме. Данный регулируемый двухполярный источник питания, собранный из качественных компонентов, благодаря своей простоте и универсальности, займет достойное место в домашней лаборатории или небольшой ремонтной мастерской.

Измерения и пуско-наладочные работы проводились на базе испытательной лаборатории АО «КППС», за что им отдельное спасибо!

Регулируемый двухполярный блок питания

Фото

Наименование

Кол-во

Наличие

Цена

1

2-3 Дня

9,84

2

2-4 Дня

2,49

2

7-9 дней

55,16

2

2-4 Дня

57,81

2

В наличии

0,86

1

2-3 Дня

118,08

1

2-3 Дня

58,06

1

В наличии

0,36

1

2-3 Дня

0,98

1

2-4 Дня

0,32

1

2-3 Дня

8,86

Двуполярный блок питания из однополярного

Электроника, электротехника. Профессионально-любительские решения.

Для работы многих схем с использованием операционных усилителей часто требуется двухполярное питание, или однополярное со средней точкой, что почти одно и то же. Источники двухполярного питания распространены гораздо меньше, чем однополярные. Для питания схем с незначительным потреблением (порядка нескольких миллиампер) можно использовать однополярный источник с созданием средней точки с помощью простого резистивного делителя и фильтрующих конденсаторов, рисунок 1.

Рисунок 1. Создание средней точки резистивным делителем.

Такой вариант создания двуполярного питания из однополярного характеризуется ощутимыми потерями в схеме и низкой стабильностью, поскольку при неравномерной нагрузке плеч, бОльшая нагрузка будет подтягивать среднюю точку к своему плечу. Подобные схемы могут пригодиться при опытах с операционными усилителями. В схеме варианта б) подстроечным резистором R3 можно корректировать уровень напряжения средней точки. Имеет смысл использовать для быстрой сборки тестовых схем и только в том случае, если напряжение выхода однополярного источника будет достаточным, для создания двухполярного питания.

Рисунок 2. Формирование средней точки с помощью операционного усилителя.

Более адаптивную схему к малой, но динамичной нагрузке можно собрать с применением операционного усилителя. Схема получается довольно простой, рисунок 2.

Потенциометром R1 задаётся уровень напряжения средней точки. Это напряжение подаётся на не инвертирующий вход «3». При включении питания схемы конденсаторы C1 и C2 заряжаются приблизительно равномерно, в точке их соединения возникает напряжение, приближённо равное половине напряжения питания относительно нижней шинки питания (0 слева, -Uп/2 справа по схеме). Так формируется средняя точка источника питания («корпус», «земля»). Напряжение средней точки через резистор R2 подаётся на «следящий» инвертирующий вход усилителя «2».

Если напряжение средней точки подаваемое на инвертирующий вход превышает заданное напряжение на не инвертирующем входе, усилитель будет тянуть напряжение выхода «6» к минусовой шинке питания, открывая транзистор VT2 до тех пор, пока напряжение средней точки не поравняется с заданным.

Когда напряжение средней точки проседает к минусу питания, то усилитель наоборот подтягивает выход «6» к плюсу питания, открывая транзистор VT1, который будет поднимать напряжение средней точки до тех пор, пока оно не поравняется с заданным.

При дрейфе средней точки около заданного напряжения часто происходит переключение между транзисторами, а поскольку коэффициент усиления ОУ без обратной связи имеет величину порядка нескольких тысяч единиц, то стабилизирующий эффект получается достаточно точным, и в большей степени зависит от величины асимметрии нагрузки, коэффициента усиления по току транзисторов VT1 и VT2 и их мощности.

При использовании такой схемы следует учесть, что при необходимости привязать среднюю точку к корпусу устройства, первичный источник питания не должен иметь контакта с корпусом.

При переключении транзисторов могут возникнуть коммутационные помехи из-за значительной собственной индуктивности фильтрующих конденсаторов. Для устранения помех конденсаторы C1 и C2 необходимо зашунтировать керамическими конденсаторами ёмкостью 0,1…0,22 мкФ.

Достоинством схемы является то, что напряжение средней точки можно задать практически на любом уровне от минуса до плюса питания, хотя в большинстве устройств это не требуется.

Для получения стабильных выходных напряжений относительно средней точки не требуется применения двухполярного стабилизатора, для этого достаточно использовать стабилизированный первичный (однополярный) источник питания.

Ниже приведены изображения и фото готового проекта такого делителя питания. В проект добавлен резистор (R3, рисунок 3) в цепь выхода для смягчения условий перегрузки усилителя при замыкании одного плеча или значительной асимметрии нагрузки.

Рисунок 3. Схема делителя напряжения для преобразования однополярного источника питания в двухполярный.
Рисунок 4. Изображение для изготовления печатной платы методом ЛУТ (зеркалить не требуется).Рисунок 5. Печатная плата делителя питания.

исунок 6. Монтажная схема делителя напряжения питания.

Рисунок 7. 3D-модель устройства. Рисунок 8. Внешний вид делителя питания.

Печатная плата выполнена на одностороннем фольгированном текстолите. Изображение на странице масштабировано, использовать его в процессе проблематично. Отпечаток платы в масштабе 1:1 находится в PDF файле проекта, который можно скачать в конце статьи, с него и печатайте.

В этом устройстве рекомендую применять многооборотный потенциометр (подстроечный резистор), с ним легче поймать половинку напряжения при настройке с желаемой точностью. Транзисторы можно взять и другие, всё зависит от мощности нагрузки и наличия. Мне требовалось запитать операционный усилитель с нагрузкой по выходу 1,5 мВт, поэтому особо подбором не заморачивался, взял то, чего было больше из старого распая. Правда, при случайном замыкании питания по крайним точкам у меня сгорел транзистор верхнего плеча и микросхема операционного усилителя схемы делителя. Возможно, тут требуются доработки в сторону защиты и усложнения схемы, но я предпочёл быть более осторожным, и просто заменил убитые детали.

Электроника, электротехника. Профессионально-любительские решения.

Для работы многих схем с использованием операционных усилителей часто требуется двухполярное питание, или однополярное со средней точкой, что почти одно и то же. Источники двухполярного питания распространены гораздо меньше, чем однополярные. Для питания схем с незначительным потреблением (порядка нескольких миллиампер) можно использовать однополярный источник с созданием средней точки с помощью простого резистивного делителя и фильтрующих конденсаторов, рисунок 1.

Рисунок 1. Создание средней точки резистивным делителем.

Такой вариант создания двуполярного питания из однополярного характеризуется ощутимыми потерями в схеме и низкой стабильностью, поскольку при неравномерной нагрузке плеч, бОльшая нагрузка будет подтягивать среднюю точку к своему плечу. Подобные схемы могут пригодиться при опытах с операционными усилителями. В схеме варианта б) подстроечным резистором R3 можно корректировать уровень напряжения средней точки. Имеет смысл использовать для быстрой сборки тестовых схем и только в том случае, если напряжение выхода однополярного источника будет достаточным, для создания двухполярного питания.

Рисунок 2. Формирование средней точки с помощью операционного усилителя.

Более адаптивную схему к малой, но динамичной нагрузке можно собрать с применением операционного усилителя. Схема получается довольно простой, рисунок 2.

Потенциометром R1 задаётся уровень напряжения средней точки. Это напряжение подаётся на не инвертирующий вход «3». При включении питания схемы конденсаторы C1 и C2 заряжаются приблизительно равномерно, в точке их соединения возникает напряжение, приближённо равное половине напряжения питания относительно нижней шинки питания (0 слева, -Uп/2 справа по схеме). Так формируется средняя точка источника питания («корпус», «земля»). Напряжение средней точки через резистор R2 подаётся на «следящий» инвертирующий вход усилителя «2».

Если напряжение средней точки подаваемое на инвертирующий вход превышает заданное напряжение на не инвертирующем входе, усилитель будет тянуть напряжение выхода «6» к минусовой шинке питания, открывая транзистор VT2 до тех пор, пока напряжение средней точки не поравняется с заданным.

Когда напряжение средней точки проседает к минусу питания, то усилитель наоборот подтягивает выход «6» к плюсу питания, открывая транзистор VT1, который будет поднимать напряжение средней точки до тех пор, пока оно не поравняется с заданным.

При дрейфе средней точки около заданного напряжения часто происходит переключение между транзисторами, а поскольку коэффициент усиления ОУ без обратной связи имеет величину порядка нескольких тысяч единиц, то стабилизирующий эффект получается достаточно точным, и в большей степени зависит от величины асимметрии нагрузки, коэффициента усиления по току транзисторов VT1 и VT2 и их мощности.

При использовании такой схемы следует учесть, что при необходимости привязать среднюю точку к корпусу устройства, первичный источник питания не должен иметь контакта с корпусом.

При переключении транзисторов могут возникнуть коммутационные помехи из-за значительной собственной индуктивности фильтрующих конденсаторов. Для устранения помех конденсаторы C1 и C2 необходимо зашунтировать керамическими конденсаторами ёмкостью 0,1…0,22 мкФ.

Достоинством схемы является то, что напряжение средней точки можно задать практически на любом уровне от минуса до плюса питания, хотя в большинстве устройств это не требуется.

Для получения стабильных выходных напряжений относительно средней точки не требуется применения двухполярного стабилизатора, для этого достаточно использовать стабилизированный первичный (однополярный) источник питания.

Ниже приведены изображения и фото готового проекта такого делителя питания. В проект добавлен резистор (R3, рисунок 3) в цепь выхода для смягчения условий перегрузки усилителя при замыкании одного плеча или значительной асимметрии нагрузки.

Рисунок 3. Схема делителя напряжения для преобразования однополярного источника питания в двухполярный.
Рисунок 4. Изображение для изготовления печатной платы методом ЛУТ (зеркалить не требуется).Рисунок 5. Печатная плата делителя питания.

исунок 6. Монтажная схема делителя напряжения питания.

Рисунок 7. 3D-модель устройства. Рисунок 8. Внешний вид делителя питания.

Печатная плата выполнена на одностороннем фольгированном текстолите. Изображение на странице масштабировано, использовать его в процессе проблематично. Отпечаток платы в масштабе 1:1 находится в PDF файле проекта, который можно скачать в конце статьи, с него и печатайте.

В этом устройстве рекомендую применять многооборотный потенциометр (подстроечный резистор), с ним легче поймать половинку напряжения при настройке с желаемой точностью. Транзисторы можно взять и другие, всё зависит от мощности нагрузки и наличия. Мне требовалось запитать операционный усилитель с нагрузкой по выходу 1,5 мВт, поэтому особо подбором не заморачивался, взял то, чего было больше из старого распая. Правда, при случайном замыкании питания по крайним точкам у меня сгорел транзистор верхнего плеча и микросхема операционного усилителя схемы делителя. Возможно, тут требуются доработки в сторону защиты и усложнения схемы, но я предпочёл быть более осторожным, и просто заменил убитые детали.

Недавно столкнулся со следующей проблемой, собрал два усилителя НЧ на TDA7294, следующим этапом была сборка импульсного блока двухполярного питания, но как-то не терпелось проверить работоспособность усилителей. Естественно трансформатора с двумя вторичными обмотками на нужное напряжение у меня не оказалось, да и вообще не было у меня трансформатора с двумя вторичными обмотками.

Покопавшись в своем барахле, нашел два не очень мощных трансформатора, каждый имел одну вторичную обмотку, но на разное напряжение. Далее я принял решение собрать плату, которая будет из одной вторичной обмотки делать двухполярное питание.

Устройство, преобразующее двухполярное питание из однополярного, имеет следующую схему:

Схема была найдена в интернете, но в ней нет ничего сложного и объяснять работу данного устройства я не буду.

Компоненты для сборки:

ОБОЗНАЧЕНИЕТИПНОМИНАЛКОЛИЧЕСТВОКОММЕНТАРИЙ
VDS1,VDS2Выпрямительный диодный мостЛюбой на нужное напряжение и ток2Распространенные KBU-610, KBU-810
C1,C5Электролит4700 мкФ 50В2
C2,C6Конденсатор неполярный100 нФ2Пленка или керамика
C3,C4Электролит470 мкФ 100В2

Описываемый в этой статье преобразователь двухполярного питания из однополярного не работает с постоянным током на входе преобразователя. Работает только с переменным током. Суть устройства такова, что из одной вторичной обмотки можно сделать двухполярное питание.

Диодные мосты выбирайте любые, какие есть, главное, чтобы по напряжению и току подходили. У меня лежали с давней распайки мосты RBA-401, током 4 Ампера, напряжением 95 Вольт. Для питания одной TDA7294 (+-30В) этого достаточно. Распространенные мосты KBU-610, KBU-810 и другие.

Если вы захотите использовать данное устройство на напряжение больше 45 Вольт, то следует заменить конденсаторы C1,C5 на более высоковольтные. У меня не было электролитов ёмкостью 4700 мкФ, но были 2200 мкФ, их я и поставил 4 штуки.

Неполярные конденсаторы C2,C6 я поставил полипропиленовые, с разборки компьютерных блоков питания.

Трансформатор я использовал кольцевой, с одной вторичной обмоткой, напряжением 29 Вольт, мощностью 50 Вт. После выпрямления получил +-41 Вольт на конденсаторах.

При проверке я запитал TDA7294, выжал из не примерно 35 Вт, при этом просадка напряжения составила +-25 Вольт. Большая просадка напряжения произошла из-за слабого трансформатора. На плате преобразователя, все элементы кроме мостов были холодные, мосты теплые.

Сделаю вывод, что данный преобразователь двухполярного питания из однополярного, работает стабильно, и может использоваться для запитывания усилителей НЧ.

Минус данного устройства заключается в использовании на его входе только переменного тока.

Список компонентов в файле PDF СКАЧАТЬ

Печатная плата СКАЧАТЬ

если есть тороидальный трансформатор с которого идет 3 провода : красный-черный-красный . При подключении мультиметра к красному-черному выдает 14,5 в , при подключении к черному-красному выдает 14,5 в , при подключении к красному-красному выдает 30 в , если через ваш преобразователь пустить 2 моих красных провода , то сколько В будет на выходе и можно ли будет таким питанием запитать усилитель на тда7294 ?

На конденсаторе будет +-40 Вольт, многовато, но еще зависит от мощности вашего трансформатора так как обмотка одна на 29 Вольт, она пойдет и на отрицательное и на положительное плечо. На какой ток вторичка расcчитана? Хорошо бы вторичку на вольт так 20-25.

зачем нужны С3 и С4? закоротить их и все?

Залей ещё печятную плату. Ато пишет файл повреждён!

Все работает, лечи комп!

Я извеняюсь! есть вопрос. собрал по схеме с таким же наминалом . но горят кондеры C3,C4 что может быть. подскажите пожалуста))

См. http://patlah.ru/etm/etm-09/radio%20konstryktor/radio_konstryktor/radio_k-41.htm
Чтобы не горели электролиты в цепях переменного тока, их защищают диодами слева, пропуская к плюсу конденсатора только положительную полуволну.

viktor1994 Конденсаторы могут гореть, только в случае К.З. диодного моста.

Собрал по этой схеме для запитки ТДА7293. Трансформатор от «Мелодия 103» на выходе у него +-30В С3 С4 у меня 330мкФ 200В и С1 С5 4000 мкФ(собрал со старых советских). После выпрямления +-40В на холостом ходу. Под нагрузкой -30В +40В. Я не специалист в этом деле, просто написал то что получилось по этой схеме. Плата работает с таким питанием. Как выравнять дисбаланс по питанию?

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Как из однополярного сделать двухполярный блок питания. Двухполярное питание от однополярного. Варианты двухполярного питания для портативных устройств

В этой статье мы поговорим о делителях напряжения с однополярного на двухполярный и о его характеристиках. Поговорим также о его настройке и эксплуатации.

С развитием и распространением микроэлектронных технологий становится все более актуальной необходимость иметь в домашней лаборатории высококачественный источник биполярного выходного напряжения. Но как только с этим сталкиваются радиолюбители, начиная искать различные варианты построения двухполярных блоков питания, то часть из них разочаровывается.

Но эти преобразователи не универсальны, они также не способны поддерживать равенство положительных и отрицательных напряжений, поэтому не позволяют использовать их в качестве двухполярных источников питания с плавной регулировкой.

Таким образом, у радиолюбителей есть выбор: либо простая «фиксированная» двухполярная схема напряжения, либо качественная, но сложная двухполярная схема питания.

Предлагаю вам еще одно и на мой взгляд наиболее качественное решение проблемы — специальную приставку к имеющемуся у вас однополярному блоку питания, которая «делит» однополярное постоянное напряжение на два — положительное и отрицательное. Единственным ограничением использования устройства является невозможность его использования с источником питания, имеющим плюс-минус питания на одной «массе» с нагрузкой. Например — от автомобильных аккумуляторов. Это связано с тем, что устройство «создает» собственную «массу». Но необходимость работы в этом режиме настолько ничтожна, что на этот недостаток можно не обращать внимания.

Характеристики делителя напряжения с однополярного на двухполюсный:

Представленный делитель напряжения можно подключить к любому блоку однополярного напряжения в диапазоне от 7 до 30 вольт. При этом выходное двухполярное напряжение будет от 3 до 14,5 вольт.

В процессе работы делитель не ухудшает параметры и характеристики вашего однополярного источника питания. Что очень важно.

Делитель обеспечивает двухполярное питание на несимметричную нагрузку до 10 ампер каждого напряжения (как положительного, так и отрицательного). Другими словами, если есть нагрузка с током потребления в положительной цепи 10 ампер, а в отрицательной 0,1 ампер, то положительное и отрицательное напряжения будут различаться не более чем на 0,01 вольта.

Биполярное выходное напряжение регулируется на самом монополярном блоке питания. Поэтому если в вашем блоке питания нет этой регулировки, то и выходное напряжение не будет регулироваться.

Представленный однополярный делитель напряжения был протестирован с ранее разработанным мной универсальным стабилизированным блоком питания. Он показал отличные свойства. Так как мой блок питания обеспечивал напряжение до 26 вольт, то выходные напряжения были в пределах от 3 до +- 12,3 вольта. После включения дополнительных витков вторичной обмотки силового трансформатора в схему универсального стабилизированного источника питания до выходного стабилизированного напряжения 32 вольта выходные напряжения делителя находились в пределах от 3 до +- 15,2 вольта. Система автоматики перегрузки также работает надежно.

; Устройство имеет адаптивную схему контроля и регулировки равенства выходных напряжений вне зависимости от возможных изменений их амплитуды и нагрузки.

Принципиальная схема показана на рисунке.

Работа однополярного делителя напряжения

Операционный усилитель DA1 измеряет разность напряжений в средней точке делителя напряжения R1 — R2, R3 с напряжением на «корпусе» и реагирует на их разность увеличением или уменьшением выходного напряжения.

При подаче питания на устройство конденсаторы С1 и С2 заряжаются по пути «+» источника питания, конденсатор С1, конденсатор С2, «-» источника питания. Это зарядит каждый конденсатор половиной входного напряжения. Эти напряжения будут на выходе устройства. Но это будет наблюдаться при сбалансированной нагрузке.

Рассмотрим случай, когда к устройству подключена несбалансированная нагрузка — например, сопротивление нагрузки в цепи положительного выходного напряжения намного меньше, чем сопротивление нагрузки, подключенной к цепи отрицательного выходного напряжения. Так как параллельно конденсатору С1 подключена цепь нагрузки — диод VD1 и малое сопротивление нагрузки, то заряд конденсатора С2 будет проходить не только через С1, но и по параллельной цепи — диод VD1, малое сопротивление нагрузки. Это приведет к тому, что конденсатор С2 будет заряжаться более высоким напряжением, чем конденсатор С1, что в свою очередь приведет к тому, что положительное выходное напряжение будет меньше отрицательного. На корпусе прибора напряжение увеличится по потенциалу относительно средней точки резисторов R1 — R2, R3, где потенциал равен половине входного напряжения. Это приведет к отрицательному напряжению на выходе операционного усилителя по отношению к корпусу устройства. И чем больше разность потенциалов на входе операционного усилителя, тем больше отрицательное напряжение. В результате отрицательного напряжения на выходе ОУ транзисторы VT3 и VT4 откроются и, как и схема «диод VD1, низкое сопротивление нагрузки» в положительной цепи, создадут шунтирующее воздействие на конденсатор С2 в отрицательной цепи. Это, в свою очередь, сбалансирует токи в положительной и отрицательной цепях и уравняет выходные напряжения. При несимметричной нагрузке устройства в сторону отрицательного напряжения транзисторы VT1 и VT2 открываются.

Таким образом, за счет схемы автоматического управления по «нулевому» потенциалу балансируется на «среднее состояние» между плюсом и минусом питания.

Детали.

В качестве операционного усилителя можно использовать микросхемы К140УД6, К140УД7, К140УД601, К140УД701.

Резисторы R8 — R15 — для выравнивания эмиттерных токов транзисторов и ограничения их бросков в моменты переключения.

Диоды VD1 и VD2 предназначены для исключения шунтирования цепей нагрузки транзисторами прибора.

Транзисторы установлены на радиаторах достаточного размера. Размеры радиаторов определяются только тем, насколько несбалансирована нагрузка. Чем неуравновешеннее, тем больше площадь радиаторов.

Настройка однополярного делителя напряжения.

Правильно собранная схема начинает работать сразу. Резистор R3 предназначен для установки равенства выходных двуполярных напряжений. Его удобнее настраивать на двухлучевом осциллографе, соединив разнополярные выходы прибора с входами осциллографа и включив режим взаимного вычитания сигналов. Вращением шлица потенциометра устанавливается максимальное вычитание сигнала. В случае появления «биений» выходного напряжения в результате возбуждения и самогенерации необходимо уменьшить номинал резистора R5, увеличив при этом отрицательную обратную связь.

Микросхема К140УД7 ограничена по питанию до 15 вольт в «плече», поэтому для получения высоких выходных напряжений необходимо подключение питания к выводам 4 и 7 через «дополнительные» стабилитроны, но нижний уровень выходное напряжение также увеличится.

В данной микросхеме предусмотрена возможность регулировки баланса нуля с помощью внешнего подстроечного резистора. При изменении напряжения питания оно должно регулироваться, поэтому в нашей схеме мы его не используем.

Уникальным нестандартным решением является устройство, предназначенное для получения двухполярного напряжения из однополярного. Благодаря простоте и надежности схемы это лучший способ получения двухполярного источника питания.

Не у каждого радиолюбителя есть возможность приобрести подходящую деталь, поэтому нужно знать, как ее заменить. На помощь приходит знание электронной схемотехники. В качестве примера приведена простая принципиальная схема двухполярного блока питания на стабилитронах, которая хорошо иллюстрирует принцип получения двухполярного блока питания из однополярного.

Простая двухполярная схема питания:

Начинающему радиолюбителю может быть сложно найти подходящий трансформатор для блоков питания, схем с усилителями или других схем, где требуется двухполярное питание. Приведен пример классической схемы получения двухполярного питания от однополярного. Стоит сразу отметить, что эту схему я запускать не пробовал, а привел, т.к. использованное решение достаточно оригинальное, и простое в реализации (номиналы элементов следует выбирать самостоятельно).


Рисунок №1 — Схема двухполярного источника питания

Это достаточно простая схема, позволяющая получить положительный и отрицательный полюса питания от трансформатора только с одной вторичной обмоткой (один двухполупериодный мостовой выпрямитель, или от однополярного источника питания). Решение довольно простое, два стабилитрона в паре обеспечивают разделение по напряжению, нужно только заземлить их центральную точку (конденсатор, выполняющий роль фильтра, заземлять не следует). Схема проста в реализации, дешева и доступна, хотя и имеет свои недостатки.

В этой статье мы поговорим о делителях напряжения с однополярного на двухполюсный и о его характеристиках. Поговорим также о его настройке и эксплуатации.

С развитием и распространением микроэлектронных технологий становится все более актуальной необходимость иметь в домашней лаборатории высококачественный источник биполярного выходного напряжения. Но как только с этим сталкиваются радиолюбители, начиная искать различные варианты построения двухполярных блоков питания, то часть из них разочаровывается.

Но эти преобразователи не универсальны, они также не способны поддерживать равенство положительных и отрицательных напряжений, поэтому не позволяют использовать их в качестве двухполярных источников питания с плавной регулировкой.

Таким образом, у радиолюбителей есть выбор: либо простая «фиксированная» двухполярная схема напряжения, либо качественная, но сложная двухполярная схема питания.

Предлагаю вам еще одно и на мой взгляд наиболее качественное решение проблемы — специальную приставку к имеющемуся у вас однополярному блоку питания, которая «делит» однополярное постоянное напряжение на два — положительное и отрицательное. Единственным ограничением использования устройства является невозможность его использования с источником питания, имеющим плюс-минус питания на одной «массе» с нагрузкой. Например — от автомобильных аккумуляторов. Это связано с тем, что устройство «создает» собственную «массу». Но необходимость работы в этом режиме настолько ничтожна, что на этот недостаток можно не обращать внимания.

Характеристики делителя напряжения с однополярного на двухполюсный:

Представленный делитель напряжения можно подключить к любому блоку однополярного напряжения в диапазоне от 7 до 30 вольт. При этом выходное двухполярное напряжение будет от 3 до 14,5 вольт.

В процессе работы делитель не ухудшает параметры и характеристики вашего однополярного источника питания. Что очень важно.

Делитель обеспечивает двухполярное питание на несимметричную нагрузку до 10 ампер каждого напряжения (как положительного, так и отрицательного). Другими словами, если есть нагрузка с током потребления в положительной цепи 10 ампер, а в отрицательной 0,1 ампер, то положительное и отрицательное напряжения будут различаться не более чем на 0,01 вольта.

Биполярное выходное напряжение регулируется на самом монополярном блоке питания. Поэтому если в вашем блоке питания нет этой регулировки, то и выходное напряжение не будет регулироваться.

Представленный однополярный делитель напряжения был протестирован с ранее разработанным мной универсальным стабилизированным блоком питания. Он показал отличные свойства. Так как мой блок питания обеспечивал напряжение до 26 вольт, то выходные напряжения были в пределах от 3 до +- 12,3 вольта. После включения дополнительных витков вторичной обмотки силового трансформатора в схему универсального стабилизированного источника питания до выходного стабилизированного напряжения 32 вольта выходные напряжения делителя находились в пределах от 3 до +- 15,2 вольта. Система автоматики перегрузки также работает надежно.

; Устройство имеет адаптивную схему контроля и регулировки равенства выходных напряжений вне зависимости от возможных изменений их амплитуды и нагрузки.

Принципиальная схема показана на рисунке.

Работа однополярного делителя напряжения

Операционный усилитель DA1 измеряет разность напряжений в средней точке делителя напряжения R1 — R2, R3 с напряжением на «корпусе» и реагирует на их разность увеличением или уменьшением выходного напряжения.

При подаче питания на устройство конденсаторы С1 и С2 заряжаются по пути «+» источника питания, конденсатор С1, конденсатор С2, «-» источника питания. Это зарядит каждый конденсатор половиной входного напряжения. Эти напряжения будут на выходе устройства. Но это будет наблюдаться при сбалансированной нагрузке.

Рассмотрим случай, когда к устройству подключена несбалансированная нагрузка — например, сопротивление нагрузки в цепи положительного выходного напряжения намного меньше, чем сопротивление нагрузки, подключенной к цепи отрицательного выходного напряжения. Так как параллельно конденсатору С1 подключена цепь нагрузки — диод VD1 и малое сопротивление нагрузки, то заряд конденсатора С2 будет проходить не только через С1, но и по параллельной цепи — диод VD1, малое сопротивление нагрузки. Это приведет к тому, что конденсатор С2 будет заряжаться более высоким напряжением, чем конденсатор С1, что в свою очередь приведет к тому, что положительное выходное напряжение будет меньше отрицательного. На корпусе прибора напряжение увеличится по потенциалу относительно средней точки резисторов R1 — R2, R3, где потенциал равен половине входного напряжения. Это приведет к отрицательному напряжению на выходе операционного усилителя по отношению к корпусу устройства. И чем больше разность потенциалов на входе операционного усилителя, тем больше отрицательное напряжение. В результате отрицательного напряжения на выходе ОУ транзисторы VT3 и VT4 откроются и, как и схема «диод VD1, низкое сопротивление нагрузки» в положительной цепи, создадут шунтирующее воздействие на конденсатор С2 в отрицательной цепи. Это, в свою очередь, сбалансирует токи в положительной и отрицательной цепях и уравняет выходные напряжения. При несимметричной нагрузке устройства в сторону отрицательного напряжения транзисторы VT1 и VT2 открываются.

Таким образом, за счет схемы автоматического управления по «нулевому» потенциалу балансируется на «среднее состояние» между плюсом и минусом питания.

Детали.

В качестве операционного усилителя можно использовать микросхемы К140УД6, К140УД7, К140УД601, К140УД701.

Резисторы R8 — R15 — для выравнивания эмиттерных токов транзисторов и ограничения их бросков в моменты переключения.

Диоды VD1 и VD2 предназначены для исключения шунтирования цепей нагрузки транзисторами прибора.

Транзисторы установлены на радиаторах достаточного размера. Размеры радиаторов определяются только тем, насколько несбалансирована нагрузка. Чем неуравновешеннее, тем больше площадь радиаторов.

Настройка однополярного делителя напряжения.

Правильно собранная схема начинает работать сразу. Резистор R3 предназначен для установки равенства выходных двуполярных напряжений. Его удобнее настраивать на двухлучевом осциллографе, соединив разнополярные выходы прибора с входами осциллографа и включив режим взаимного вычитания сигналов. Вращением шлица потенциометра устанавливается максимальное вычитание сигнала. В случае появления «биений» выходного напряжения в результате возбуждения и самогенерации необходимо уменьшить номинал резистора R5, увеличив при этом отрицательную обратную связь.

Микросхема К140УД7 ограничена по питанию до 15 вольт в «плече», поэтому для получения высоких выходных напряжений необходимо подключение питания к выводам 4 и 7 через «дополнительные» стабилитроны, но нижний уровень выходное напряжение также увеличится.

В данной микросхеме предусмотрена возможность регулировки баланса нуля с помощью внешнего подстроечного резистора. При изменении напряжения питания оно должно регулироваться, поэтому в нашей схеме мы его не используем.

Уникальным нестандартным решением является устройство, предназначенное для получения двухполярного напряжения из однополярного. Благодаря простоте и надежности схемы это лучший способ получения двухполярного источника питания.

Часто биполярные блоки питания имеют постоянное выходное напряжение. Желание сконструировать регулируемый с малыми затратами из нерегулируемого двухполярного блока питания обычно ни к чему хорошему не приводит, так как это приводит к дисбалансу выходных напряжений (по амплитуде) противоположных полярностей. Для реализации этого варианта приходится значительно «утяжелять» схему.

Также возможен вариант, когда к однополярному блоку питания добавляется электронный блок, формирующий отрицательное напряжение из положительного. Но этот вариант биполярного источника также имеет дисбаланс противоположных напряжений и не позволяет использовать его в блоках питания с плавно регулируемым выходным напряжением.

В данной статье представлена ​​еще одна оригинальная версия двухполярного блока питания от однополярного , имеющего право на существование. Это приставка — построенная на операционном усилителе LM358, к обычному однополярному блоку питания, позволяющая получить на выходе полное двухполярное напряжение.

В качестве источника входного напряжения может выступать любой блок питания с напряжением 7. ..30 вольт, а на выходе будет получено напряжение 3…14,5 вольт.

При работе данный делитель не искажает выходные параметры однополярного источника питания. Эта приставка-делитель выдерживает нагрузку до 10 ампер без искажения напряжения, как в положительном, так и в отрицательном каналах. Например, если в минусовую цепь двухполярного блока питания подключить нагрузку с током потребления 9 ампер, а в плюсовую 0,2 ампера, то разница между отрицательным и положительным напряжением будет меньше 0,01 вольта.

Следует отметить, что только наличие регулятора в однополярном блоке питания может обеспечить изменение выхода в двухполярном, иначе регулировка будет невозможна.

Описание приставки делителя напряжения с однополюсного на двухполюсное

(DA1) измеряет разность потенциалов между общим проводом и средней точкой делителя напряжения, собранную на сопротивлениях R1, R2, R3. При изменении этой разницы ОУ LM358 приводит к стабилизации выходного напряжения, уменьшая или увеличивая его.

Когда на цепь подается входное напряжение, конденсаторы C1 и C2 заряжаются половиной напряжения питания. При сбалансированной нагрузке эти напряжения будут выходным напряжением двухполярного блока питания.

Теперь разберем ситуацию, когда к выходу двухполярного блока питания подключена несимметричная нагрузка, например, сопротивление нагрузки в положительной цепи значительно ниже сопротивления нагрузки, подключенной к отрицательной цепи.

Так как нагрузка подключена параллельно емкости С1 (диод VD1 и малое сопротивление нагрузки), то емкость С2 будет заряжаться как через конденсатор С1, так и через указанную выше цепь (диод VD1 и малое сопротивление нагрузки).

По этой причине заряд конденсатора С2 будет происходить более высоким напряжением, чем конденсатор С1, а это приведет к тому, что отрицательное напряжение будет выше положительного. На общем проводе напряжение увеличится относительно средней точки делителя напряжения R1, R2, R3, где напряжение составляет 50% от входного.

Это способствует появлению отрицательного напряжения на выходе ОУ LM358 относительно общего провода. В результате открываются транзисторы VT2 и VT4 и, аналогично, цепь «диод VD1, малое сопротивление нагрузки» в положительной цепи шунтирует емкость С2 в отрицательной цепи, что приводит к балансу токов обеих цепей (положительного и отрицательный)

Аналогично откроются транзисторы VT1, VT3, если баланс нагрузки будет перебалансирован в сторону отрицательного напряжения.

В эпоху портативной электроники все острее встает вопрос о питании портативных устройств. Особенно сложно двуполярное напряжение питания, необходимое, например, в портативном усилителе для наушников. Сегодняшнее развитие электроники позволяет преодолеть эту проблему. Рассмотрим, как сделать двухполярный блок питания из однополярного на микросхеме TPS65133.

Варианты биполярного питания для портативных устройств

Конечно, для двухполярного питания в портативном можно использовать две батарейки. Но это приведет к дополнительным сложностям с их зарядкой, а также к дисбалансу плеч по мере старения аккумуляторов.

Более продвинутый вариант сделать биполярное питание из однополярного — использовать . или любой другой. Но и здесь есть проблема. когда аккумулятор разряжается, вслед за положительным напряжением падает и отрицательное напряжение. Те. при заряженном аккумуляторе питание будет ±4,2, а при разряженном аккумуляторе ±3 В и даже меньше.

И здесь на помощь приходят преобразователи SEPIC. Не будем углубляться в теорию процесса трансформации — это тема для отдельной статьи. А пока рассмотрим преобразователь однополярного напряжения в биполярное на TPS65133.

Двухполярный блок питания от однополярного блока питания на микросхеме TPS65133

Основным преимуществом данного преобразователя является то, что выходное напряжение составляет ±5В независимо от входного напряжения, которое может быть от 2,9до 5 вольт (допустимо подавать до 6 вольт). Те. микросхема рассчитана на прямое использование с аккумуляторами 3,6 вольта. Но никто не запрещает запитать его от usb или блока питания.

Частота преобразования здесь 1,7 МГц. Для аудиоустройств это отличный вариант. При этом работа не требует использования трансформаторов, которые необходимы в большинстве преобразователей SEPIC. Для преобразования требуется только индуктивность, которая из-за такой высокой частоты достаточно мала.

Схема преобразователя однополярного напряжения в двухполярное на TPS65133 следующая:


Желательно ставить танталовые конденсаторы. Также не лишним будет добавить дополнительные конденсаторы на 0,1 мкФ для фильтрации высокочастотных помех.

Что касается такого параметра как выходной ток, то тут все очень хорошо. Выходной ток может составлять до 250 мА на плечо. Производитель заявляет, что при выходном токе от 50 до 200 мА КПД преобразователя превышает 90%, что является очень хорошим показателем для использования в портативной технике.


Муха в бочке меда

При всех очевидных достоинствах самый большой недостаток этой микросхемы — это ее корпус. Микросхема выпускается только в корпусе, предназначенном для поверхностного монтажа, размером 3х3 мм. Размеры контактов 0,6х0,2 мм, расстояние между ними 0,25 мм.


Сделать плату с такими контактами в домашних условиях задача не из легких. Облегчить себе жизнь можно, купив готовый модуль с впаянной микросхемой и обвязкой.

В общем, TPS65133 не единственный. В этом же ряду микросхемы TPS65130 TPS65131, TPS65132, TPS65135….. Однако либо их характеристики менее интересны, либо корпус еще хуже.

Буду очень признателен всем, кто подскажет микросхемы с похожими характеристиками. жду вас в комментариях

Материал подготовлен исключительно для сайта

22 июля 2022 г. — униполярные и биполярные импульсы

В чем разница между униполярными и биполярными пульсометрами?

Высоковольтные импульсы доступны в двух основных категориях: однополярные и биполярные.

  • Однополярный генератор импульсов генерирует однополярные импульсы напряжения. Выходное напряжение равно нулю между импульсами.

  • Биполярный генератор импульсов генерирует импульсы напряжения двойной полярности. Выходное напряжение попеременно колеблется между положительным и отрицательным.

В любом случае амплитуда импульсов задается источником постоянного тока высокого напряжения. В зависимости от модели он может быть внутренним или внешним по отношению к генератору импульсов.

Униполярные генераторы импульсов

Для монополярных генераторов импульсов полярность задается конструкцией и указывается в номере модели.

Например, PVM-1001-P формирует положительные импульсы до +950 В (рис. 1). Выход равен 0 В, когда триггерный вход низкий, и +950 В, когда высокий.

PVM-1001-N формирует отрицательные импульсы до -950 В (рис. 2). Выход равен 0 В, когда триггерный вход низкий, и -950 В, когда высокий.

Однополярные импульсы нельзя использовать в приложениях, требующих импульсов обеих полярностей.

Биполярные импульсы

Биполярные импульсы могут генерировать как однополярные, так и двухполярные импульсы. В этом случае положительное питание устанавливается на +1000 В, а отрицательное питание устанавливается на -500 В, что приводит к биполярным импульсам 1500 В.

На рис. 3 показан пример биполярного импульса, генерируемого PVX-4150.

Иногда термины «напряжение смещения» или «напряжение смещения» используются для описания напряжения покоя генератора импульсов.

Как мы увидим, биполярный генератор импульсов при желании также можно настроить как монополярный генератор импульсов.

Как работает униполярный генератор импульсов

Мощный полевой МОП-транзистор Q1 — это быстродействующий переключатель, который позволяет накопленной энергии поступать на нагрузку 50 Ом. C2 представляет собой емкость нагрузки и ее соединительного коаксиального кабеля.

На рис. 4 показан положительный униполярный генератор импульсов. C1 — накопительный конденсатор.

Время нарастания импульса (когда Q1 включается) довольно быстрое и указано в техническом описании генератора импульсов. Но время спада (когда Q1 закрывается) не гарантируется, потому что ни один активный компонент не разряжает емкость нагрузки. Вместо этого он разряжается импедансом нагрузки, хотя время спада по-прежнему довольно быстрое при сопротивлении нагрузки всего 50 Ом.

Как работает биполярный генератор импульсов

Мощные полевые МОП-транзисторы Q1 и Q2 подключены по схеме «полумост» (в высоковольтных импульсных устройствах Q1 и Q2 представляют собой цепочки последовательно соединенных мощных полевых МОП-транзисторов). C3 — нагрузочный конденсатор.

Верхняя и нижняя цепи возбуждения имеют противоположную полярность, но в остальном идентичны; один заряжает емкость нагрузки, а другой разряжает ее. Эта конструкция обеспечивает быстрые и симметричные импульсы с временем нарастания и спада, что является важной характеристикой для многих приложений.

На рис. 5 показан биполярный генератор импульсов, такой как серия PVX-41xx. C1 и C2 представляют собой конденсаторы для накопления энергии.

Только положительные импульсы с биполярным генератором импульсов

Допустим, нам нужны однополярные импульсы +1000 В от биполярного генератора импульсов PVX-4150.

С помощью комплекта коаксиального кабеля из комплекта принадлежностей подключаем источник питания +1000 В к входу V+ генератора импульсов (плюс к центральному проводнику, минус к экрану).

Нам не нужен отрицательный источник питания, поэтому мы подключаем вход V- генератора импульсов к земле.

Мы включаем импульсный генератор, а затем включаем его переключателем на передней панели.

Когда на входе затвора генератора импульсов низкий уровень, Q1 выключен, а Q2 включен. Поскольку вход V- генератора импульсов заземлен, на выходе 0 В.

Установка высокого уровня на входе затвора включает Q1 и выключает Q2. Это соединяет вход V+ с выходом. Электроны текут от верхней пластины C3 к положительному источнику питания, делая верхнюю пластину положительной. Электроны текут от земли к нижней пластине, потому что они притягиваются положительно заряженной верхней пластиной. За несколько десятков наносекунд конденсатор заряжается своей верхней пластиной на +1000 В относительно земли.

Снова подача низкого уровня на вход стробирования приводит к отключению Q1 и включению Q2. Это соединяет вход V- с выходом. Электроны перетекают с земли на верхнюю пластину C3 и с нижней пластины на землю, быстро разряжая ее.
 

Только отрицательные импульсы с биполярным генератором импульсов

Предположим, что теперь нам нужны однополярные импульсы −500 В от того же генератора импульсов.

Подключаем источник питания −500 В к входу V− генератора импульсов (минус к центральному проводнику, плюс к экрану).

Нам не нужен положительный источник питания, поэтому мы подключаем вход V+ генератора импульсов к земле.

Мы включаем генератор импульсов, а затем включаем его.

Когда на входе затвора низкий уровень, Q1 выключен, а Q2 включен. Это соединяет вход V- с выходом. Электроны текут от источника питания -500 В к верхней пластине C3. Электроны на нижней пластине отталкиваются и устремляются на землю. C3 быстро заряжается своей верхней пластиной при -500 В относительно земли.

Переключение ворот на высокий уровень включает Q1 и выключает Q2. Это соединяет (заземленный) вход V+ с выходом. Электроны, скапливающиеся на верхней пластине конденсатора C3, стекают на землю. Нижняя пластина не хватает электронов и забирает их с входа V-, а С3 быстро разряжается.
 

Обязательно заземлите вход без питания

Приведенное выше пояснение показывает, насколько важно подключать вход без питания (V+ или V−) к земле при генерации однополярных импульсов. Если вход без питания не подключен, это означает, что нагрузочному конденсатору не хватает пути тока либо для зарядной, либо для разрядной части импульса. Это приводит к чрезвычайно большому времени граничного периода.

Биполярные импульсы с помощью биполярного генератора импульсов

Теперь предположим, что нам нужны биполярные импульсы, состоящие из импульсов +1000 В со смещением -500 В.

Подключаем источник питания +1000 В плюсовой клеммой к входу V+ генератора импульсов, а минусовой клеммой к земле генератора.

Мы также подключаем источник питания −500 В отрицательным выводом к входу V− генератора импульсов, а положительным выводом — к земле генератора.

Генератор импульсов работает, как описано выше; выход будет +1000 В, когда вход затвора высокий, и -500 В, когда затвор низкий. Чтобы инвертировать операцию (импульсы -500 В со смещением +1000 В), инвертируйте выход импульсного устройства, питающего вход затвора.

Не превышайте спецификации

Обратите внимание, что импульсы напряжения указаны с максимальным напряжением от V+ до земли, V- до земли и абсолютной разницей между V+ и V-. Превышение этой спецификации приведет к повреждению генератора импульсов.

Например, PVX-4110 — генератор импульсов на 10 кВ. Он может генерировать однополярные импульсы +10 кВ, однополярные импульсы -10 кВ, биполярные импульсы от +9 кВ до -1 кВ и так далее. Подключение V+ к +6 кВ и V- к -5 кВ превышает спецификации, даже если ни один из входов не превышает 10 кВ относительно земли.

Не плавайте на этой лодке

Предостережение: никогда не рекомендуется «плавать» генератор импульсов, независимо от того, является ли это целью добавления очень высокого напряжения смещения или объединения генераторов импульсов для генерации импульсов более высокого напряжения. Такую установку сложно синхронизировать; что еще хуже, все, что связано с генератором импульсов, также должно плавать. Сюда входят все источники питания, источники логических импульсов и испытательное оборудование. «Земля» для плавучего оборудования может быть опасно выше реальной земли, что может привести к поражению персонала и/или повреждению оборудования.

Двухполярное питание предусилителя от однополярного питания

оскарабрахам
член

#1