L'éditeur de Downcodes vous apporte une explication détaillée sur la manière d'obtenir une sortie ±5 V ou ±12 V à partir d'une seule alimentation. Cet article examinera en profondeur trois méthodes de conversion de puissance couramment utilisées : les convertisseurs boost-buck, les convertisseurs de pompe de charge et les convertisseurs diviseurs de tension, et recommandera plusieurs puces d'alimentation couramment utilisées. Grâce à l'analyse de ces méthodes et puces, j'espère que cela pourra vous aider à mieux comprendre le principe de mise en œuvre de la sortie bipolaire à puissance unique et à choisir une solution appropriée.
Il est possible d'obtenir une sortie de ±5 V ou ±12 V à partir d'une seule alimentation en utilisant un convertisseur boost-buck, un convertisseur diviseur de tension, un convertisseur de pompe de charge, etc. Ces alimentations ou puces de régulateur de tension peuvent fournir des sorties bipolaires positives et négatives via des conceptions de circuits correspondantes et peuvent fonctionner directement à partir d'une seule alimentation telle qu'une entrée d'alimentation 5 V ou 12 V. Les convertisseurs boost-buck sont un choix très courant qui peut générer des tensions de sortie bipolaires à partir d'une seule alimentation, et ce type de convertisseur a un rendement élevé et une large plage de tensions de sortie.
Un convertisseur boost-buck est une topologie de circuit couramment utilisée dans la conception d'alimentation électrique qui convertit une tension d'entrée en une tension de sortie stable supérieure ou inférieure à la tension d'entrée. Ce type de convertisseur convient aux systèmes électriques qui doivent générer différents niveaux de tension.
Le principe de fonctionnement de la partie boost est d'utiliser le signal PWM (modulation de largeur d'impulsion) pour contrôler la commutation du tube de commutation, stocker l'énergie via l'élément de stockage d'énergie (généralement un inducteur) et générer une tension supérieure à la tension d'entrée via le auto-inductance de l'inducteur lorsque la tension du tube de commutation est coupée. Ce processus réalise un transfert d'énergie grâce à des actions de commutation répétées et produit finalement une haute tension stable.
La partie abaisseur contrôle la durée du temps de commutation en ajustant le rapport cyclique du signal PWM, réduisant ainsi la tension de sortie. Cette partie du circuit contient généralement un redresseur synchrone pour augmenter l'efficacité de la conversion. La régulation de tension est réalisée via la boucle de rétroaction de sortie pour assurer la stabilité de la tension de sortie.
Les convertisseurs à pompe de charge constituent une méthode de conversion sans inductance idéale pour les applications limitées en espace ou sensibles aux coûts. Ils réalisent une conversion de tension en chargeant et en déchargeant alternativement un condensateur.
Le cœur d’un convertisseur à pompe de charge réside dans le cycle de charge et de décharge du condensateur. Pendant la phase de charge, le condensateur absorbe l'énergie de la source d'entrée. Ensuite, pendant la phase de décharge, le condensateur libère l'énergie stockée vers la sortie, de sorte que les tensions positives et négatives requises puissent être générées en contrôlant la charge et la décharge de plusieurs condensateurs.
Bien que l'efficacité de conversion du convertisseur à pompe de charge ne soit généralement pas aussi bonne que celle du convertisseur boost-buck utilisant une inductance, sa structure est simple et son coût est faible. Pour les applications où la puissance n'est pas très élevée, la pompe de charge est très efficace. solution élégante.
Les convertisseurs diviseurs de tension conviennent lorsque la demande de courant de sortie n'est pas élevée. Ils fournissent des tensions de sortie positives et négatives via deux régulateurs indépendants.
Cette partie est généralement mise en œuvre à l'aide d'un régulateur linéaire ou d'un convertisseur élévateur, qui génère la tension de sortie positive requise directement à partir de l'alimentation d'entrée. La conception du régulateur doit assurer la stabilité de la tension de sortie.
La sortie de tension négative est convertie en tension négative par un convertisseur abaisseur ou générée à l'aide d'un régulateur linéaire de tension négative dédié. Dans la conception d'un convertisseur diviseur de tension, l'équilibre des alimentations positives et négatives est très important, et il est nécessaire de s'assurer que les sorties des deux correspondent en sélectionnant les composants appropriés.
Il existe sur le marché de nombreux circuits intégrés (CI) spécifiques à une application qui possèdent les fonctions ci-dessus et peuvent être utilisés pour obtenir une sortie ±5 V ou ±12 V à partir d'une seule alimentation.
Le LT1054 est un circuit intégré de convertisseur DC-DC à pompe de charge largement utilisé qui peut générer une tension de sortie négative correspondante à partir d'une tension d'entrée positive. La puce est largement utilisée dans les appareils portables qui nécessitent des circuits de petite taille et simplifiés.
Le TPS65130 est un convertisseur DC-DC à double sortie produit par Texas Instruments. Il peut fournir une tension de sortie positive augmentée et une tension de sortie négative abaisseée à partir d'une seule alimentation de 2,7 V à 5,5 V, ce qui le rend idéal pour les applications telles que les écrans OLED.
Lors de la mise en œuvre d'une sortie d'alimentation unique de ±5 V ou ±12 V, les concepteurs doivent prendre en compte l'efficacité, le coût, la taille du circuit et la stabilité de l'alimentation. Différents scénarios d'application peuvent avoir un impact important sur le choix de la solution d'alimentation. Les types de convertisseurs ci-dessus et les puces de puissance spécifiques offrent une variété de choix, et les concepteurs peuvent choisir la solution la plus adaptée en fonction de leurs besoins spécifiques.
1. Quelles alimentations ou puces de régulateur de tension peuvent obtenir une sortie bipolaire (±5 ou ±12 V) à partir d'une seule alimentation ?
Il existe une variété d'alimentations ou de puces de régulateur de tension sur le marché qui peuvent obtenir une sortie bipolaire à partir d'une seule alimentation. Une solution courante consiste à utiliser des puces à double régulateur de tension telles que le LM337 et le LM317. Ces puces peuvent obtenir une sortie positive et négative à partir d'une seule alimentation grâce à la conception de circuits, et ont une bonne linéarité et stabilité.
2. Comment obtenir une sortie ±5 ou ±12 V à partir d'une seule alimentation ?
Pour obtenir une sortie de ±5 ou ±12 V à partir d'une seule alimentation, une puce de régulateur de tension et certains composants de circuit externe peuvent être utilisés pour construire un système d'alimentation fiable. Une méthode courante consiste à utiliser une puce de régulateur de tension positive et une puce de régulateur de tension négative et à les connecter au circuit approprié. En sélectionnant correctement les paramètres de la puce du régulateur de tension et en configurant les composants du circuit externe, la tension de sortie requise de ±5 ou ±12 V peut être obtenue.
3. Quelle puce d'alimentation ou de régulateur de tension doit être sélectionnée dans le projet pour obtenir une sortie de ±5 ou ±12 V à partir d'une seule alimentation ?
Il y a plusieurs facteurs à prendre en compte lors du choix d’une puce d’alimentation ou de régulateur de tension. Tout d'abord, vous devez déterminer la plage de tension de sortie souhaitée (±5 V ou ±12 V). Deuxièmement, vous devez prendre en compte les capacités de courant de sortie et de puissance requises pour garantir que la puce peut répondre aux besoins du projet. Enfin, vous devez également prendre en compte les indicateurs de performance de la puce tels que la stabilité, la linéarité et le coefficient de température pour garantir qu'elle peut fournir une puissance de sortie stable. Les choix courants incluent les puces de régulateur de tension telles que LM337 et LM317, mais l'applicabilité spécifique dépend des exigences du projet.
J'espère que l'explication de l'éditeur de Downcodes pourra vous aider à résoudre le problème de la sortie bipolaire à alimentation unique. Si vous avez des questions, veuillez laisser un message dans la zone de commentaire pour en discuter !