Преобразователь однополярного напряжения в двухполярное модуль микросхема

Модуль Преобразования Однополярного Напряжения в Двухполярное

Данный преобразователь, или ещё по другому его можно назвать активным делителем напряжения, служит для получения двухполярного напряжения из обычного — однополярного. Напряжение на выходе такого делителя будет равно половине входного. Важным преимуществом этой схемы является автоматическое выравнивание выходных плеч, в независимости от тока их потребления. Конечно в разумных пределах, большое рассогласование по току потребления в выходных плечах, например, 100 мА и 3 А, эта схема обеспечить не сможет. А вот при разнице в 50 % схема работает на « ура ».

Подобный модуль преобразования может быть использован в радиолюбительской практике в составе однополярного лабораторного блока питания, или же как встраиваемая конструкция отдельного источника питания.

Диапазон рабочих напряжений (входных), которые способна « разделить » схема составляет от 5 до 80 В , а максимальный выходной ток, который ограничен допустимым током транзисторов, составляет до 5 А .

Работа схемы основана на получении « искусственной земли » — C1C2R3R4 и подачи её на прямой вход операционного усилителя DA1.1 . На инвертирующий вход DA1.1 поступает напряжение уже с выходной « виртуальной земли ». Выход операционного усилителя управляет проводимостью выходных составных транзисторов VT1VT2 . В зависимости от рассогласования токов в нагрузке, DA1.1 открывает тот или иной транзистор, тем самым выравнивая выходные потенциалы и обеспечивая « чистый нуль ».

DA1.2. не несёт для работы схемы какого-либо функционала, а предназначен для индикации рассогласования токов в нагрузке с помощью светодиодов VD3VD4 . По светодиодам можно отслеживать какой из транзисторов открыт, т.е. в каком из выходных плеч ток больше или меньше.

В какой-либо наладке, при правильном монтаже и исправных деталях схема не нуждается. Транзисторы VT1 и VT2 необходимо закрепить на теплоотводе. Возможный вариант печатной платы для схемы показан на рисунке ниже.

Источник

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 обсуждению материала ДВУПОЛЯРНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ БП ИЗ ОДНОПОЛЯРНОГО

Схема, плата и фото готового самодельного усилителя 100W на транзисторах Дарлингтона.

Предусилитель со стерео темброблоком для усилителя мощности, собранный на ОУ 4558.

Волновое управление, двухфазное и способ регулирования тока в обмотках шаговых двигателей.

Буферный блок питания 12 В с аккумулятором — схема принципиальная и подробное описание работы.

Источник

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Импульсный преобразователь однополярного в двухполярное напряжение

LM2587 – это обратноходовый преобразователь напряжения постоянного тока, который в данной схеме обеспечивает +/-15 В 1 А двухполярного выхода. DC-DC преобразователь представляет собой небольшую плату, построенную с использованием трансформатора RL-2582 и м/с LM2587. Входное напряжение находится в пределах 18-35 В постоянки. Данное семейство регуляторов специально предназначено для обратноходовых повышающих и прямоходовых преобразователей в БП.

Принципиальная схема dc-dc инвертора

Есть встроенная защита переключателя от превышения силы тока и перегрева. Эта микросхема содержит внутренний генератор фиксированная частоты 100 кГц, что позволяет использовать небольшое количество дополнительных радиодеталей.

Инвертор на LM2587 – список деталей

Среди других функций: режим плавного пуска для снижения пусковых токов при запуске, режим регулирования по току для улучшения отклонении входного напряжения в зависимости от выходной нагрузки при переходных процессах и цикл ограничения тока. Выходное напряжение поддерживается с точностью ±4% в пределах заданного входного напряжения и выходной нагрузки.

Параметры схемы LM2587

• Вход 18-36 В DC,
• выход +/-15 В DC,
• 1 ампер предельная нагрузка.
• Потенциометр для регулировки напряжения.
• Рабочая частота преобразования 100 кГц

LM2587 – предельные параметры Готовый преобразователь напряжения постоянного тока

Устройство может использоваться для работы в блоках стабилизаторов различных импульсных источников питания, в автомобильной электронике и бытовой радиоаппаратуре. Все файлы проекта, в том числе для изготовления печатной платы – находятся в этом архиве

Источник

Простая схема получения из однополярного источника питания двухполярное

Зачастую, источники двухполярного питания обладают неизменяемым напряжением на выходе. Стремление малыми затратами из нерегулируемого двухполярного источники питания сконструировать регулируемый лабораторный блок питания обычно не к чему хорошему не приводит, так как это ведет к дисбалансу выходных напряжений (по амплитуде) противоположных полярностей. Для осуществления такого варианта приходится значительно «утяжелять» схему.

Существует также вариант, когда к однополярному блоку питания прибавляют электронный узел, который формирует отрицательное напряжение из положительного. Но данный вариант двухполярного источника так же имеет дисбаланс противоположных напряжений и не позволяет использовать в блоках питания с плавной регулировкой выходного напряжения.

В данной статье приводится еще один оригинальный вариант двухполярное питание из однополярного имеющий право на существования. Это приставка – делитель напряжения, построенная на операционном усилителе LM358, к обычному однополярному источнику питания, которая позволяет получить полноценное двухполярное напряжение на выходе.

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

В процессе работы, данный делитель не искажает выходные параметры однополярного источника питания. Данная приставка-делитель может выдержать нагрузку до 10 ампер, не искажая напряжение, как по положительному, так и по отрицательному каналу. Например, если в отрицательной цепи двухполярного источника питания подключена нагрузка с током потребления 9 ампер, а в положительной 0,2 ампер, то разница между отрицательным и положительным напряжением будет менее 0,01 вольта.

Следует заметить, что только наличие регулятора в однополярном блоке питания может обеспечить изменение выходного в двухполярном, в противном случае регулировка будет невозможна.

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.

Источник