Editor Downcodes memberi Anda penjelasan mendetail tentang mencapai output ±5V atau ±12V dari satu catu daya. Artikel ini akan membahas secara mendalam tiga metode konversi daya yang umum digunakan: konverter boost-buck, konverter pompa pengisian daya, dan konverter pembagi tegangan, serta merekomendasikan beberapa chip catu daya yang umum digunakan. Melalui analisis metode dan chip ini, saya berharap dapat membantu Anda lebih memahami prinsip penerapan keluaran bipolar daya tunggal dan memilih solusi yang tepat.
Mencapai output ±5V atau ±12V dari satu catu daya dapat dicapai dengan menggunakan konverter boost-buck, konverter pembagi tegangan, konverter pompa muatan, dll. Catu daya atau chip pengatur tegangan ini dapat memberikan keluaran bipolar positif dan negatif melalui desain sirkuit yang sesuai, dan dapat bekerja langsung dari satu catu daya seperti masukan daya 5V atau 12V. Konverter boost-buck adalah pilihan yang sangat umum yang dapat menghasilkan tegangan keluaran bipolar dari satu suplai, dan jenis konverter ini memiliki efisiensi tinggi dan rentang tegangan keluaran yang luas.
Konverter boost-buck adalah topologi rangkaian yang biasa digunakan dalam desain catu daya yang mengubah tegangan masukan menjadi tegangan keluaran stabil yang lebih tinggi atau lebih rendah dari tegangan masukan. Konverter jenis ini cocok untuk sistem tenaga yang perlu menghasilkan level tegangan berbeda.
Prinsip kerja bagian boost adalah menggunakan sinyal PWM (Pulse Wide Modulation) untuk mengontrol peralihan tabung switching, menyimpan energi melalui elemen penyimpan energi (biasanya induktor), dan menghasilkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan input melalui induktansi diri induktor ketika tegangan tabung switching dimatikan. Proses ini mewujudkan transfer energi melalui tindakan peralihan berulang-ulang, dan akhirnya menghasilkan tegangan tinggi yang stabil.
Bagian buck mengontrol lamanya waktu peralihan dengan mengatur siklus kerja sinyal PWM, sehingga mengurangi tegangan keluaran. Bagian rangkaian ini biasanya berisi penyearah sinkron untuk meningkatkan efisiensi konversi. Pengaturan tegangan dicapai melalui loop umpan balik keluaran untuk memastikan stabilitas tegangan keluaran.
Konverter pompa pengisian daya adalah metode konversi tanpa induktor yang ideal untuk aplikasi dengan ruang terbatas atau sensitif terhadap biaya. Mereka mencapai konversi tegangan dengan mengisi dan mengeluarkan kapasitor secara bergantian.
Inti dari konverter pompa muatan terletak pada siklus pengisian dan pengosongan kapasitor. Selama fase pengisian, kapasitor menyerap energi dari sumber input. Kemudian selama fase pengosongan, kapasitor melepaskan energi yang tersimpan ke keluaran, sehingga tegangan positif dan negatif yang diperlukan dapat dihasilkan dengan mengendalikan pengisian dan pengosongan beberapa kapasitor.
Meskipun efisiensi konversi konverter pompa muatan umumnya tidak sebaik konverter boost-buck yang menggunakan induktor, strukturnya sederhana dan biayanya rendah. Untuk aplikasi yang dayanya tidak terlalu tinggi, pompa muatan adalah solusi yang sangat baik solusi elegan.
Konverter pembagi tegangan cocok untuk digunakan ketika kebutuhan arus keluaran tidak tinggi. Konverter pembagi tegangan menyediakan tegangan keluaran positif dan negatif melalui dua regulator independen.
Bagian ini biasanya diimplementasikan menggunakan regulator linier atau boost converter, yang menghasilkan keluaran tegangan positif yang diperlukan langsung dari suplai masukan. Desain regulator harus menjamin kestabilan tegangan keluaran.
Output tegangan negatif diubah menjadi tegangan negatif oleh konverter buck atau dihasilkan menggunakan regulator linier tegangan negatif khusus. Dalam desain konverter pembagi tegangan, keseimbangan catu daya positif dan negatif sangat penting, dan keluaran keduanya harus sesuai dengan memilih komponen yang sesuai.
Ada banyak sirkuit terintegrasi (IC) khusus aplikasi di pasaran yang memiliki fungsi di atas dan dapat digunakan untuk mencapai output ±5V atau ±12V dari satu catu daya.
LT1054 adalah IC konverter DC-DC pompa muatan yang banyak digunakan yang dapat menghasilkan tegangan keluaran negatif yang sesuai dari tegangan masukan positif. Chip ini banyak digunakan pada perangkat portabel yang memerlukan ukuran kecil dan sirkuit yang disederhanakan.
TPS65130 adalah konverter DC-DC keluaran ganda yang diproduksi oleh Texas Instruments. Ini dapat memberikan peningkatan tegangan keluaran positif dan tegangan keluaran negatif dari pasokan tunggal 2,7V hingga 5,5V, sehingga ideal untuk aplikasi seperti layar OLED.
Saat menerapkan keluaran catu daya tunggal ±5V atau ±12V, perancang perlu mempertimbangkan efisiensi, biaya, ukuran sirkuit, dan stabilitas catu daya. Skenario penerapan yang berbeda mungkin mempunyai dampak penting pada pilihan solusi daya. Jenis konverter di atas dan chip daya spesifik memberikan beragam pilihan, dan desainer dapat memilih solusi yang paling sesuai sesuai dengan kebutuhan spesifik mereka.
1. Catu daya atau chip pengatur tegangan apa yang dapat mencapai keluaran bipolar (±5 atau ±12V) dari satu catu daya?
Ada berbagai macam catu daya atau chip pengatur tegangan di pasaran yang dapat mencapai keluaran bipolar dari satu catu daya. Solusi umum adalah dengan menggunakan chip pengatur tegangan ganda seperti LM337 dan LM317. Chip ini dapat mencapai keluaran positif dan negatif dari satu catu daya melalui desain sirkuit, serta memiliki linearitas dan stabilitas yang baik.
2. Bagaimana cara mencapai keluaran ±5 atau ±12V dari satu catu daya?
Untuk mencapai keluaran ±5 atau ±12V dari satu catu daya, chip pengatur tegangan dan beberapa komponen sirkuit eksternal dapat digunakan untuk membangun sistem catu daya yang andal. Metode yang umum adalah dengan menggunakan chip pengatur tegangan positif dan chip pengatur tegangan negatif dan menghubungkannya ke sirkuit yang sesuai. Dengan memilih parameter chip pengatur tegangan secara tepat dan mengonfigurasi komponen sirkuit eksternal, tegangan keluaran yang diperlukan sebesar ±5 atau ±12V dapat diperoleh.
3. Chip catu daya atau pengatur tegangan mana yang harus dipilih dalam proyek untuk mencapai keluaran ±5 atau ±12V dari satu catu daya?
Ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan ketika memilih chip catu daya atau pengatur tegangan. Pertama, Anda perlu menentukan rentang tegangan keluaran yang diinginkan (±5V atau ±12V). Kedua, Anda perlu mempertimbangkan arus keluaran dan kemampuan daya yang diperlukan untuk memastikan chip dapat memenuhi kebutuhan proyek. Terakhir, Anda juga perlu mempertimbangkan indikator kinerja chip seperti stabilitas, linearitas, dan koefisien suhu untuk memastikan chip tersebut dapat memberikan keluaran daya yang stabil. Pilihan umum mencakup chip pengatur tegangan seperti LM337 dan LM317, tetapi penerapan spesifiknya bergantung pada persyaratan proyek.
Semoga penjelasan editor Downcodes dapat membantu Anda mengatasi masalah output bipolar catu daya tunggal. Jika Anda memiliki pertanyaan, silakan tinggalkan pesan di area komentar untuk berdiskusi!