Der Herausgeber von Downcodes bietet Ihnen eine detaillierte Erklärung zum Erreichen einer Ausgangsleistung von ±5 V oder ±12 V mit einem einzelnen Netzteil. In diesem Artikel werden drei häufig verwendete Energieumwandlungsmethoden ausführlich untersucht: Aufwärts-Abwärtswandler, Ladungspumpenwandler und Spannungsteilerwandler. Außerdem werden mehrere häufig verwendete Stromversorgungschips empfohlen. Ich hoffe, dass die Analyse dieser Methoden und Chips Ihnen dabei helfen kann, das Implementierungsprinzip des bipolaren Single-Power-Ausgangs besser zu verstehen und eine geeignete Lösung auszuwählen.
Durch den Einsatz eines Aufwärts-Abwärtswandlers, eines Spannungsteilerwandlers, eines Ladungspumpenwandlers usw. kann eine Ausgangsleistung von ±5 V oder ±12 V aus einem einzigen Netzteil erreicht werden. Diese Netzteile oder Spannungsregler-Chips können durch entsprechende Schaltungsdesigns positive und negative bipolare Ausgänge bereitstellen und direkt mit einer einzigen Stromversorgung, z. B. 5 V oder 12 V, betrieben werden. Eine weitverbreitete Wahl sind Aufwärts-Abwärtswandler, die aus einer einzigen Versorgung bipolare Ausgangsspannungen erzeugen können. Dieser Wandlertyp verfügt über einen hohen Wirkungsgrad und einen großen Ausgangsspannungsbereich.
Ein Aufwärts-Abwärtswandler ist eine Schaltungstopologie, die üblicherweise bei der Entwicklung von Stromversorgungen verwendet wird und eine Eingangsspannung in eine stabile Ausgangsspannung umwandelt, die höher oder niedriger als die Eingangsspannung ist. Dieser Wandlertyp eignet sich für Stromversorgungssysteme, die unterschiedliche Spannungsniveaus erzeugen müssen.
Das Funktionsprinzip des Boost-Teils besteht darin, ein PWM-Signal (Pulsweitenmodulation) zu verwenden, um das Schalten der Schaltröhre zu steuern, Energie über das Energiespeicherelement (normalerweise eine Induktivität) zu speichern und über das Energiespeicherelement (normalerweise eine Induktivität) eine höhere Spannung als die Eingangsspannung zu erzeugen Selbstinduktivität der Induktivität, wenn die Schaltröhre spannungslos ist. Dieser Prozess realisiert die Energieübertragung durch wiederholte Schaltvorgänge und gibt schließlich eine stabile Hochspannung aus.
Der Buck-Teil steuert die Länge der Schaltzeit, indem er das Tastverhältnis des PWM-Signals anpasst und dadurch die Ausgangsspannung reduziert. Dieser Teil der Schaltung enthält normalerweise einen Synchrongleichrichter, um die Umwandlungseffizienz zu erhöhen. Die Spannungsregelung wird durch die Ausgangsrückkopplungsschleife erreicht, um die Stabilität der Ausgangsspannung sicherzustellen.
Ladungspumpenwandler sind eine induktorlose Umwandlungsmethode, die sich ideal für platzbeschränkte oder kostensensible Anwendungen eignet. Sie erreichen die Spannungsumwandlung durch abwechselndes Laden und Entladen eines Kondensators.
Der Kern eines Ladungspumpenwandlers liegt im Lade- und Entladezyklus des Kondensators. Während der Ladephase absorbiert der Kondensator Energie aus der Eingangsquelle. Während der Entladephase gibt der Kondensator dann die gespeicherte Energie an den Ausgang ab, sodass durch die Steuerung des Ladens und Entladens mehrerer Kondensatoren die erforderlichen positiven und negativen Spannungen erzeugt werden können.
Obwohl der Umwandlungswirkungsgrad des Ladungspumpenwandlers im Allgemeinen nicht so gut ist wie der des Aufwärts-Abwärtswandlers mit einer Induktivität, ist sein Aufbau einfach und die Kosten niedrig. Für Anwendungen, bei denen die Leistung nicht sehr hoch ist, ist die Ladungspumpe ein sehr guter elegante Lösung.
Spannungsteilerwandler eignen sich für den Einsatz, wenn der Ausgangsstrombedarf nicht hoch ist. Sie stellen über zwei unabhängige Regler positive und negative Ausgangsspannungen bereit.
Dieser Teil wird normalerweise mithilfe eines Linearreglers oder Aufwärtswandlers implementiert, der die erforderliche positive Ausgangsspannung direkt von der Eingangsversorgung erzeugt. Das Design des Reglers muss die Stabilität der Ausgangsspannung gewährleisten.
Der negative Spannungsausgang wird von einem Abwärtswandler in eine negative Spannung umgewandelt oder mithilfe eines speziellen Linearreglers für negative Spannung erzeugt. Bei der Konstruktion eines Spannungsteilerwandlers ist das Gleichgewicht der positiven und negativen Stromversorgungen sehr wichtig, und es muss durch Auswahl geeigneter Komponenten sichergestellt werden, dass die Ausgänge der beiden übereinstimmen.
Es gibt viele anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ICs) auf dem Markt, die über die oben genannten Funktionen verfügen und verwendet werden können, um einen Ausgang von ±5 V oder ±12 V aus einer einzigen Stromversorgung zu erreichen.
Der LT1054 ist ein weit verbreiteter Ladungspumpen-DC/DC-Wandler-IC, der aus einer positiven Eingangsspannung eine entsprechende negative Ausgangsspannung erzeugen kann. Der Chip wird häufig in tragbaren Geräten verwendet, die eine geringe Größe und vereinfachte Schaltkreise erfordern.
Der TPS65130 ist ein DC/DC-Wandler mit zwei Ausgängen von Texas Instruments. Er kann eine verstärkte positive Ausgangsspannung und eine geminderte negative Ausgangsspannung aus einer einzigen Versorgung von 2,7 V bis 5,5 V liefern, was ihn ideal für Anwendungen wie OLED-Displays macht.
Bei der Implementierung eines einzelnen Stromversorgungsausgangs von ±5 V oder ±12 V müssen Entwickler die Effizienz, die Kosten, die Größe der Schaltung und die Stabilität der Stromversorgung berücksichtigen. Unterschiedliche Anwendungsszenarien können einen wichtigen Einfluss auf die Wahl der Energielösung haben. Die oben genannten Wandlertypen und spezifischen Leistungschips bieten eine Vielzahl von Auswahlmöglichkeiten, und Designer können entsprechend ihren spezifischen Anforderungen die am besten geeignete Lösung auswählen.
1. Welche Netzteile oder Spannungsreglerchips können einen bipolaren (±5 oder ±12 V) Ausgang von einem einzigen Netzteil erreichen?
Es gibt eine Vielzahl von Netzteilen oder Spannungsreglerchips auf dem Markt, die einen bipolaren Ausgang mit einem einzigen Netzteil erzielen können. Eine gängige Lösung ist die Verwendung von Dual-Spannungsregler-Chips wie LM337 und LM317. Diese Chips können durch Schaltungsdesign einen positiven und negativen Ausgang von einer einzigen Stromversorgung erreichen und weisen eine gute Linearität und Stabilität auf.
2. Wie erreicht man mit einem einzigen Netzteil eine Ausgangsleistung von ±5 oder ±12 V?
Um eine Ausgangsleistung von ±5 oder ±12 V von einem einzelnen Netzteil zu erreichen, können ein Spannungsreglerchip und einige externe Schaltkreiskomponenten verwendet werden, um ein zuverlässiges Stromversorgungssystem aufzubauen. Eine übliche Methode besteht darin, einen positiven Spannungsreglerchip und einen negativen Spannungsreglerchip zu verwenden und diese an den entsprechenden Schaltkreis anzuschließen. Durch die entsprechende Auswahl der Parameter des Spannungsreglerchips und die Konfiguration externer Schaltungskomponenten kann die erforderliche Ausgangsspannung von ±5 oder ±12 V erreicht werden.
3. Welches Netzteil oder welcher Spannungsreglerchip sollte im Projekt ausgewählt werden, um einen Ausgang von ±5 oder ±12 V von einem einzelnen Netzteil zu erreichen?
Bei der Auswahl eines Netzteils oder Spannungsreglerchips sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen. Zunächst müssen Sie den gewünschten Ausgangsspannungsbereich (±5V oder ±12V) bestimmen. Zweitens müssen Sie den erforderlichen Ausgangsstrom und die Leistungsfähigkeit berücksichtigen, um sicherzustellen, dass der Chip die Anforderungen des Projekts erfüllen kann. Schließlich müssen Sie auch die Leistungsindikatoren des Chips wie Stabilität, Linearität und Temperaturkoeffizient berücksichtigen, um sicherzustellen, dass er eine stabile Leistungsabgabe liefern kann. Zu den gängigen Optionen gehören Spannungsreglerchips wie LM337 und LM317, die konkrete Anwendbarkeit hängt jedoch von den Projektanforderungen ab.
Ich hoffe, dass die Erklärung des Herausgebers von Downcodes Ihnen helfen kann, das Problem des bipolaren Ausgangs mit einer einzelnen Stromversorgung zu lösen. Wenn Sie Fragen haben, hinterlassen Sie bitte eine Nachricht im Kommentarbereich zur Diskussion!