Редактор Downcodes дает вам подробное объяснение того, как добиться выходного сигнала ±5 В или ± 12 В от одного источника питания. В этой статье будут подробно рассмотрены три часто используемых метода преобразования энергии: повышающие преобразователи, преобразователи подкачки заряда и делители напряжения, а также рекомендованы несколько часто используемых микросхем источников питания. Я надеюсь, что анализ этих методов и микросхем поможет вам лучше понять принцип реализации биполярного выхода с одной мощностью и выбрать подходящее решение.
Достижение выходного сигнала ±5 В или ±12 В от одного источника питания может быть достигнуто с помощью повышающе-понижающего преобразователя, преобразователя делителя напряжения, преобразователя зарядовой накачки и т. д. Эти источники питания или микросхемы регуляторов напряжения могут обеспечивать положительные и отрицательные биполярные выходы посредством соответствующих схемных решений и могут работать непосредственно от одного источника питания, например, с входным напряжением 5 В или 12 В. Повышающе-понижающие преобразователи — очень распространенный выбор, который может генерировать биполярное выходное напряжение от одного источника питания. Этот тип преобразователя имеет высокий КПД и широкий диапазон выходного напряжения.
Повышающе-понижающий преобразователь — это топология схемы, обычно используемая при проектировании источников питания, которая преобразует входное напряжение в стабильное выходное напряжение, которое выше или ниже входного напряжения. Этот тип преобразователя подходит для энергосистем, которым необходимо генерировать напряжение разного уровня.
Принцип работы повышающей части заключается в использовании сигнала ШИМ (широтно-импульсной модуляции) для управления переключением переключающей трубки, накопления энергии через элемент накопления энергии (обычно индуктор) и генерации напряжения, превышающего входное напряжение, через самоиндукция дросселя при выключении коммутационного напряжения. Этот процесс реализует передачу энергии посредством повторяющихся коммутационных действий и, наконец, выдает стабильное высокое напряжение.
Понижающая часть контролирует продолжительность времени переключения, регулируя рабочий цикл ШИМ-сигнала, тем самым снижая выходное напряжение. Эта часть схемы обычно содержит синхронный выпрямитель для повышения эффективности преобразования. Регулирование напряжения достигается через выходную петлю обратной связи, чтобы обеспечить стабильность выходного напряжения.
Преобразователи зарядовой накачки представляют собой метод преобразования без индуктивности, который идеально подходит для приложений с ограниченным пространством или ценой. Преобразование напряжения достигается путем поочередной зарядки и разрядки конденсатора.
Суть преобразователя накачки заряда заключается в цикле заряда и разряда конденсатора. Во время фазы зарядки конденсатор поглощает энергию от входного источника. Затем во время фазы разряда конденсатор высвобождает накопленную энергию на выход, так что необходимые положительные и отрицательные напряжения могут быть сгенерированы путем управления зарядом и разрядом нескольких конденсаторов.
Хотя эффективность преобразования преобразователя зарядовой накачки, как правило, не так хороша, как у повышающе-понижающего преобразователя, использующего катушку индуктивности, его конструкция проста, а стоимость невелика. Для применений, где мощность не очень высока, накачка заряда является очень эффективной. элегантное решение.
Преобразователи делителя напряжения подходят для использования, когда потребность в выходном токе невелика. Они обеспечивают положительное и отрицательное выходное напряжение через два независимых регулятора.
Эта часть обычно реализуется с использованием линейного стабилизатора или повышающего преобразователя, который генерирует необходимое выходное положительное напряжение непосредственно из входного источника питания. Конструкция регулятора должна обеспечивать стабильность выходного напряжения.
Выходное отрицательное напряжение преобразуется в отрицательное напряжение с помощью понижающего преобразователя или генерируется с помощью специального линейного стабилизатора отрицательного напряжения. В конструкции преобразователя с делителем напряжения баланс положительного и отрицательного источников питания очень важен, и необходимо обеспечить совпадение выходов двух источников путем выбора соответствующих компонентов.
На рынке имеется множество специализированных интегральных схем (ИС), которые обладают вышеуказанными функциями и могут использоваться для достижения выходного сигнала ±5 В или ±12 В от одного источника питания.
LT1054 — это широко используемая микросхема преобразователя постоянного тока зарядовой накачки, которая может генерировать соответствующее отрицательное выходное напряжение из положительного входного напряжения. Чип широко используется в портативных устройствах, требующих небольших размеров и упрощенной схемы.
TPS65130 — преобразователь постоянного тока с двумя выходами производства Texas Instruments. Он может обеспечивать повышенное положительное выходное напряжение и пониженное отрицательное выходное напряжение от одного источника питания от 2,7 В до 5,5 В, что делает его идеальным для таких приложений, как OLED-дисплеи.
При реализации одного источника питания с выходом ±5 В или ±12 В проектировщикам необходимо учитывать эффективность, стоимость, размер схемы и стабильность источника питания. Различные сценарии применения могут оказать важное влияние на выбор решения по электропитанию. Вышеупомянутые типы преобразователей и конкретные силовые микросхемы предоставляют широкий выбор, и разработчики могут выбрать наиболее подходящее решение в соответствии со своими конкретными потребностями.
1. Какие источники питания или микросхемы стабилизатора напряжения могут обеспечить биполярный выходной сигнал (±5 или ±12 В) от одного источника питания?
На рынке существует множество источников питания или микросхем стабилизаторов напряжения, которые могут обеспечить биполярный выходной сигнал от одного источника питания. Распространенным решением является использование микросхем с двойным стабилизатором напряжения, таких как LM337 и LM317. Эти микросхемы могут обеспечивать положительный и отрицательный выходной сигнал от одного источника питания благодаря схемотехнике и обладают хорошей линейностью и стабильностью.
2. Как добиться выхода ±5 или ±12 В от одного источника питания?
Для достижения выходного сигнала ±5 или ±12 В от одного источника питания можно использовать микросхему регулятора напряжения и некоторые компоненты внешней схемы для создания надежной системы электропитания. Распространенный метод — использовать микросхему регулятора положительного напряжения и микросхему регулятора отрицательного напряжения и подключить их к соответствующей цепи. Путем соответствующего подбора параметров микросхемы стабилизатора напряжения и настройки компонентов внешней схемы можно получить требуемое выходное напряжение ±5 или ±12 В.
3. Какой блок питания или микросхему регулятора напряжения следует выбрать в проекте, чтобы обеспечить выходное напряжение ±5 или ±12 В от одного источника питания?
При выборе источника питания или микросхемы стабилизатора напряжения следует учитывать несколько факторов. Сначала необходимо определить желаемый диапазон выходного напряжения (±5В или ±12В). Во-вторых, вам необходимо учитывать требуемый выходной ток и мощность, чтобы гарантировать, что чип сможет удовлетворить потребности проекта. Наконец, вам также необходимо учитывать показатели производительности чипа, такие как стабильность, линейность и температурный коэффициент, чтобы гарантировать стабильную выходную мощность. Обычно выбирают микросхемы регулятора напряжения, такие как LM337 и LM317, но конкретная применимость зависит от требований проекта.
Я надеюсь, что объяснение редактора Downcodes поможет вам решить проблему биполярного выхода одного источника питания. Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте сообщение в комментариях, чтобы обсудить!