Двухполярное питание из однополярного схема. Двухполярное питание из однополярного: схемы и способы реализации

Как получить двухполярное напряжение из однополярного источника питания. Какие существуют схемы и методы преобразования однополярного питания в двухполярное. Какие преимущества и недостатки у различных способов формирования двухполярного напряжения.

Содержание

Зачем нужно двухполярное питание

Двухполярное питание необходимо для работы многих электронных схем и устройств. Оно позволяет создать симметричное напряжение относительно общей точки (земли), что требуется для корректной работы операционных усилителей, аудиоусилителей, некоторых типов АЦП и ЦАП, и других схем.

Основные преимущества двухполярного питания:

  • Возможность работы со знакопеременными сигналами без смещения
  • Симметричная обработка положительной и отрицательной полуволн сигнала
  • Увеличение динамического диапазона схемы
  • Уменьшение искажений в аналоговых схемах

При этом многие источники питания, особенно в портативных устройствах, являются однополярными. Поэтому часто возникает задача получения двухполярного напряжения из однополярного источника.


Способы получения двухполярного питания

Существует несколько основных методов преобразования однополярного напряжения в двухполярное:

  1. С помощью резистивного делителя напряжения
  2. На основе операционного усилителя
  3. С использованием специализированных микросхем DC-DC преобразователей
  4. На базе инвертирующего преобразователя

Рассмотрим каждый из этих способов подробнее.

Формирование двухполярного питания с помощью делителя напряжения

Самый простой способ получить двухполярное напряжение — использовать резистивный делитель. Схема такого преобразователя выглядит следующим образом:

«`
GND +V -V R1 R2 «`

Принцип работы этой схемы довольно прост. При равных сопротивлениях резисторов R1 и R2 входное напряжение делится пополам. Средняя точка делителя становится новой «землей», а относительно нее формируются положительное и отрицательное напряжения, равные половине входного.

Достоинства этого метода:

  • Крайняя простота реализации
  • Отсутствие активных компонентов
  • Низкая стоимость

Недостатки:


  • Большие потери мощности на резисторах
  • Низкий КПД преобразования
  • Плохая стабилизация выходных напряжений при изменении нагрузки

Из-за указанных недостатков данный метод применяется только в маломощных устройствах с небольшим потреблением тока.

Схема на операционном усилителе

Более совершенным решением является использование операционного усилителя для формирования «виртуальной земли». Типовая схема такого преобразователя показана ниже:

«` GND +V
-V R «`

В этой схеме операционный усилитель работает как повторитель напряжения, поддерживая на своем выходе напряжение, равное половине входного. Это напряжение и становится новой «землей» для схемы.

Преимущества данного метода:

  • Более высокий КПД по сравнению с резистивным делителем
  • Лучшая стабилизация выходных напряжений
  • Возможность получения симметричных напряжений при несимметричной нагрузке

Недостатки:

  • Необходимость дополнительного питания для ОУ
  • Ограниченный выходной ток (определяется возможностями ОУ)

Этот способ часто применяется в аналоговых схемах, где требуется качественное двухполярное питание при небольших токах нагрузки.


Использование специализированных DC-DC преобразователей

Для получения двухполярного питания из однополярного источника существуют специализированные микросхемы DC-DC преобразователей. Примером такой микросхемы является TPS65133 от Texas Instruments.

Типовая схема включения TPS65133 выглядит следующим образом:

«`text +———————+ | | | +——+ | +——+ | | | | | BAT +——+—-+ IN | | +——+ | | | | | | | VPOS +—> +5V | | TPS | | | | 65133 VNEG +—> -5V | | | | | | | | | | GND | | | +—+—+ | | | | +——-+————+ | GND «`

Основные преимущества использования специализированных DC-DC преобразователей:

  • Высокий КПД преобразования (до 90-95%)
  • Возможность получения больших выходных токов
  • Стабильные выходные напряжения при изменении нагрузки
  • Встроенная защита от перегрузки и короткого замыкания

Недостатки:


  • Более высокая стоимость по сравнению с другими методами
  • Необходимость использования внешних компонентов (индуктивности, конденсаторы)
  • Возможные проблемы с электромагнитными помехами

Этот метод является оптимальным для получения качественного двухполярного питания в устройствах с большим потреблением тока.

Инвертирующий преобразователь для формирования отрицательного напряжения

Еще одним способом получения двухполярного питания является использование инвертирующего преобразователя для формирования отрицательного напряжения. Типовая схема такого преобразователя показана ниже:

«` IC +V -V «`

В этой схеме инвертирующий преобразователь (например, на базе микросхемы MAX1044 или ее аналогов) формирует отрицательное напряжение, равное по модулю входному положительному. Таким образом получается симметричное двухполярное питание.

Преимущества данного метода:

  • Простота реализации
  • Возможность получения различных уровней напряжений
  • Высокий КПД преобразования

Недостатки:


  • Ограниченный выходной ток отрицательной шины питания
  • Возможные пульсации выходного напряжения

Этот метод часто применяется в портативных устройствах, где требуется двухполярное питание при ограниченном энергопотреблении.

Выбор оптимального метода формирования двухполярного питания

При выборе способа получения двухполярного напряжения из однополярного источника следует учитывать несколько факторов:

  • Требуемая мощность и токи нагрузки
  • Необходимая стабильность выходных напряжений
  • Допустимые пульсации и уровень шумов
  • Ограничения по габаритам и стоимости
  • Требования к КПД преобразования

Для маломощных устройств с током потребления до нескольких миллиампер можно использовать простые схемы на резистивном делителе или операционном усилителе. При больших токах нагрузки оптимальным выбором будут специализированные DC-DC преобразователи. В портативных устройствах с батарейным питанием часто применяются инвертирующие преобразователи для формирования отрицательного напряжения.

В любом случае, правильный выбор метода формирования двухполярного питания позволит обеспечить стабильную и эффективную работу электронного устройства.



Двухполярное питание из однополярного для портатива на TPS65133

Опубликовано: Автор: Небесный Андрей

В эру портативной электроники все острее встает вопрос о питания переносных девайсов. Особую сложность представляет двухполярное напряжение питания, необходимое например в портативном усилителе для наушников. Сегодняшнее развитие электроники позволяет преодолеть данную проблему. Рассмотрим как сделать двухполярное питание из однополярного на микросхеме TPS65133.

Содержание статьи

  1. Варианты двухполярного питания для портатива
  2. Двухполярное питание из однополярного на микросхеме TPS65133
  3. Ложка дегтя в бочку меда

Варианты двухполярного питания для портатива

Конечно для двухполярного питания в портативе можно воспользоваться двумя аккумуляторами. Но это приведет к дополнительным сложностям с их зарядкой, а также к расбалансу плеч по мере старения аккумуляторов.

Более продвинутый вариант сделать двухполярное питание из однополярного — использовать dc-dc инвертор напряжения MAX660, MAX865 или любой другой. Но и тут есть проблема. при разряде аккумулятора, вслед за положительным напряжением будет падать и отрицательное. Т.е. при заряженном аккумуляторе питание будет ±4.2, а при разряженном ±3 В или еще меньше.

И тут на помощь приходят SEPIC преобразователи. Не будем углубляться в теорию процесса преобразования — это тема отдельной статьи. А пока рассмотрим преобразователь однополярного напряжения в двухполярное на TPS65133.

Двухполярное питание из однополярного на микросхеме TPS65133

Скачать Datasheet на TPS65133

Главным достоинство этого преобразователя является то, что выходное напряжение составляет ±5В независимо от входного напряжения, которое может быть от 2.9 до 5 вольт (допустимо подавать до 6 вольт). Т.е. микросхема создана для непосредственного использования с 3. 6 вольтовыми аккумуляторами. Но никто не запрещает запитать ее от usb или блока питания.

Частота преобразования тут 1.7МГц. Для аудио устройств это отличный вариант. При этом, для работы не требуется использование трансформаторов, которые нужны в большинстве SEPIC конвертеров. Для преобразования требуется только индуктивность которая, благодаря столь высокой частоте, достаточно мала.

Схема преобразователя однополярного напряжения в двухполярное на TPS65133 выглядит следующим образом:

Конденсаторы желательно устанавливать танталовые. Так же будет не лишним поставить дополнительно конденсаторы по 0.1 мкФ для фильтрации ВЧ-помех.

Что касается такого параметра как выходной ток, то тут все очень хорошо. Выходной ток может достигать 250 мА на плечо. Производитель заявляет, что при выходном токе от 50 до 200 мА КПД преобразователя превышает 90%, что является очень хорошим показателем для применения в портативной технике.

Ложка дегтя в бочку меда

При всех очевидных плюсах, самым большим минусом данной микросхемы является ее корпус. Микросхема выпускается только в корпусе предназначенном для поверхностного монтажа, размерами 3х3 мм. Размеры контактов составляют 0.6х0.2 мм, а расстояние между ними 0.25 мм.

Изготовить плату с такими контактами в домашних условиях — не самое простое занятие. Можно облегчить себе жизнь, если купить готовый модуль со впаянной микросхемой и обвязкой.

Вообще TPS65133 не единственная. В этом же ряду есть микросхемы TPS65130 TPS65131, TPS65132, TPS65135….. Однако либо их характеристики мене интересны, либо корпус еще хуже.

Буду очень признателен всем, кто подскажет микросхемы с аналогичными характеристиками. Жду Вас в комментах

Материал подготовлен исключительно для сайта AudioGeek.ru

Двухполярное питание из однополярного схема

Не у каждого радиолюбителя есть возможность достать подходящую деталь, потому необходимо знать, чем можно её заменить. На помощь приходит знание электронной схемотехники. Приведена, как пример, простенькая схемка двухполярного блока питания на стабилитронах, которая хорошо иллюстрирует принцип получения двухполярного питания из однополярного.

Начинающему радиолюбителю бывает сложно найти подходящий трансформатор для блоков питания, схем с усилителями или других схем, где требуется двухполярное питание.


Поиск данных по Вашему запросу:

Двухполярное питание из однополярного схема

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Двухполярное питание из однополярного схема скачано 16508 раз
  • 404 — A keresett oldal nem található!
  • Простая схема получения из однополярного источника питания двухполярное
  • На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками
  • Получаем двухполярное питание из однополярного. Схема на LM358
  • На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками
  • Формирование двухполярного напряжения питания из однополярного
  • Двухполярное питание из однополярного, или создание средней точки
  • Регулируемый двухполярный источник питания

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: sxematube — двухполярное питание из однополярного схема

Двухполярное питание из однополярного схема скачано 16508 раз


Русский: English:. Бесплатный архив статей статей в Архиве. Справочник бесплатно. Параметры радиодеталей бесплатно. Даташиты бесплатно. Прошивки бесплатно.

Русские инструкции бесплатно. Стол заказов:. Бесплатная техническая библиотека, Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Комментарии к статье. Вся схема основана по принципу работы компаратора, собранного на микросхеме КРУД На неинвертирующий вход микросхемы вывод3 подается опорное напряжение, равное половине напряжения питания. Опорное напряжение задается делителями напряжения R1,R2. На инвертирующий вход микросхемы вывод 2 подается напряжение обратной связи, снимаемое с выхода эмиттерного повторителя, состоящего из транзисторов VT1-VT4.

С выхода микросхемы вывод 6 сигнал поступает на вход эмиттерного повторителя. Вся прелесть этой схемы в том, что она способна работать от 6В с максимально допустимым 30В и равновесие плеч напряжения независимо от бросков входного напряжения. Смотрите другие статьи раздела Блоки питания. Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье. Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке :. Зимин Е. Дудич И.


404 — A keresett oldal nem található!

Поиск новых сообщений в разделах Все новые сообщения Компьютерный форум Электроника и самоделки Софт и программы Общетематический. Простой преобразователь из однополярного напряжения в двухполярное. Сообщение от TSKos. Вы бы посмотрели характеристики предложенной схемы к топикстартеру — ток 1. Сообщение от pryanic. Ads Яндекс. Не, не, уважаемый.

как организовать двуполярное питание из однополярного? есть а вот по этой схеме кто нибуть может подсказать? ее можно.

Простая схема получения из однополярного источника питания двухполярное

При макетировании схем, содержащих ОУ, требуется двухполярное питание. Если имеется только один однополярный источник, получить двухполярное питание можно с помощью устройств, содержащих искусственную среднюю точку. Простейшее из них состоит из делителя напряжения, образованного двумя резисторами с одинаковой мощностью, средняя точка которою соединена с выходным общим проводом, имеющим нулевой потенциал. Недостаток такого устройство — отсутствие стабилизации нулевого потенциала при разбалансе токов нагрузки плеч. Повысить стабильность нулевого потенциала можно, используя активные элементы, управляемые указанными токами. На рис. Благодаря наличию этой зоны при полной симметрии токов нагрузки плеч оба транзистора VT1, VT2 заперты, их внутренние сопротивления составляют сотни килоом, что для нулевого провода практически означает обрыв цепи. Такое состояние схемы является неустойчивым и под воздействием дестабилизирующих факторов один из транзисторов, например верхний, открывается. Его внутреннее сопротивление составляет десятки ом и путь для протекания тока нагрузки нижнею плеча освобождается. Нижний транзистор остается закрытым, и ток нагрузки верхнего плеча через него практически не протекает.

На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками

Двухполярное питание необходимо для питания операционных усилителей, усилителей мощности и другой техники. Но зачастую у радиотехников не оказывается под рукой соответсвующего источника двухполюсного питания или трансформатора с симетричными обмотками. И тогда появляется необходимость конвертировать из однополярного напряжения в двухполюсное. Для построения наипростейщшего конвертора из однополярного напряжения в двухполюсное, используется делитель напряжения на резисторах с одинаковым сопротивлением.

На рисунке показана схема простого преобразователя однополярного напряжения в двухполярное. Такой преобразователь отлично подойдет для питания ОУ которым необходимо двухполярное питание.

Получаем двухполярное питание из однополярного. Схема на LM358

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. 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. Это приставка — делитель напряжения , построенная на операционном усилителе LM, 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.

На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками

Русский: English:. Бесплатный архив статей статей в Архиве. Справочник бесплатно. Параметры радиодеталей бесплатно. Даташиты бесплатно.

Зачастую для работы многих схем требуется двухполярное напряжение питания — однополярное с средней точкой. Т.е. когда за.

Формирование двухполярного напряжения питания из однополярного

Двухполярное питание из однополярного схема

Собираем преобразователь однополярного электропитания в двухполярное 12В 5В и 3 3В с током до mA. Плата заказанная в Китае для сборки двухполярного блока питания из набора 28 микросхем. Слушайте онлайн в хорошем качестве, скачивайте mp3 в высоком качестве без регистрации. Обратите внимание!

Двухполярное питание из однополярного, или создание средней точки

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Простая схема двухполярного блока питания +15V /GND\ -15V

Ru — форумы для гитаристов У нас самая большая гитарная тусовка. Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь. Не получили письмо с кодом активации? В теме В разделе По форуму Google Яндекс. Самый простой способ — это dc-dc преобразователь, небось.

Зачастую для работы многих схем требуется двухполярное напряжение питания — однополярное с средней точкой.

Регулируемый двухполярный источник питания

Русский: English:. Бесплатный архив статей статей в Архиве. Справочник бесплатно. Параметры радиодеталей бесплатно. Даташиты бесплатно. Прошивки бесплатно.

Что нового? Если это ваш первый визит, рекомендуем почитать справку по сайту. Для того, чтобы начать писать сообщения, Вам необходимо зарегистрироваться.


Разница между биполярными и униполярными приводами для шаговых двигателей

Работа над моторизованной разработкой требует некоторых знаний о двигателях и контроллерах. эта статья ориентирован на шаговые двигатели, которые представляют собой тип бесщеточного двигателя постоянного тока с большим количеством полюсов. Этот технология обычно управляется в разомкнутом контуре без какого-либо датчика обратной связи, что означает, что ток обычно подается на фазы, не зная положения ротора. Ротор перемещается, чтобы выровняться с магнитным потоком статора, затем ток можно подавать на следующую фазу.

Рассмотрим два способа подачи тока в катушку: двухполярный и однополярный. В этой статье мы объясним различия биполярных и униполярных двигателей и способов вождения. Мы покажем преимущества и ограничения обеих технологий.

Рассмотрим пример четырехступенчатого шагового двигателя с постоянными магнитами. (см. рисунок 1). Ротор выполнен с однополюсной парой магнитов, а статор состоит из двух фаз, фазы A и фазы B.

  • В униполярном: ток всегда течет в одном направлении. Каждый катушка предназначена для одного направления тока, то есть либо катушка A+ или катушка A- запитана. Катушки A+ и A- никогда не питание вместе.
  • В биполярном: ток может течь в обоих направлениях во всех катушках. фазы A+ и A- запитаны вместе.

Для биполярного двигателя требуется минимум одна катушка на фазу, а для униполярного двигателя требуется минимум две катушки на фазу. Рассмотрим оба варианта подробнее.

КОНСТРУКЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ

УНИПОЛЯРНЫЙ

В однополярной конфигурации каждая фаза двигателя состоит из двух обмоток. С двухфазным двигатель состоит из фаз А и В, двигатель имеет четыре обмотки катушки (см. рис. 2).

  • Фаза А состоит из А+, А-
  • Фаза B состоит из B+, B-

Для каждой катушки ток может протекать только по одному направление. Вот почему мы называем его однополярным.

В случае привода напряжения система управления очень легко, потому что на катушку приходится один транзистор (переключатель). Когда транзистор закрыт, на катушку подается питание. Смягчить, транзисторы попеременно закрыты и открыты.

Транзисторы Q1 и Q2 не могут быть закрыты одновременно время. Для питания фазы А мы закрываем либо транзистор Q1, либо Q2, в зависимости от текущего направления мы хотим работать (см. рис. 3).

При однополярном управлении только половина фазы питается одновременно, что означает, что ток использует только половину объема меди. Как правило, с последовательным приводом напряжения сопротивления применяются для уменьшения электрического времени постоянный (подробнее см. ниже).

БИПОЛЯРНЫЙ

Для биполярных двигателей требуется только одна обмотка катушки на фазу. Мы назовите его биполярным, потому что ток может идти в обоих направлениях на катушку. Для управления используются восемь транзисторов с двумя Н-мостами. требуется (см. рис. 4).

Для коммутации транзисторы попеременно закрывается и открывается, как показано ниже (см. рис. 5).

Преимущество биполярного привода состоит в том, что вся медь используется фаза.

Такие биполярные приводы используются либо в приводах напряжения, либо в Источник тока. В случае источника тока, обычно ток в каждая фаза управляется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) .

ПРЕИМУЩЕСТВА И ОГРАНИЧЕНИЯ

ПРИВОД НАПРЯЖЕНИЯ

В случае управления напряжением управлять униполярными двигателями очень просто, так как для этого требуется простая электроника с четырьмя транзисторами. Это очень экономичное решение. Инженеры интересовались этим типом решения много лет назад, когда электронные компоненты были дороже, чем сегодня.

Биполярные двигатели могут приводиться в действие с помощью привода напряжения; для этого требуются мосты 2H.

CURRENT DRIVE

Для текущего привода рекомендуется выбрать биполярный режим. Работа в токовом приводе с униполярной технологией требует более сложное электронное решение для более низких характеристик двигателя, чем с биполярным драйвером.

ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРИВОДЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Из-за эффекта индуктивности, току требуется некоторое время для увеличения тока в катушке. Либо с униполярным, либо с биполярным, вы можете добавьте последовательное сопротивление, чтобы уменьшить электрическую постоянную времени (L/R).

При добавлении внешнего сопротивления ток уменьшается (i= U/(R+r)). Таким образом, с дополнительным сопротивлением для при той же подаваемой мощности мы будем иметь:

  • На низкой скорости меньший крутящий момент. Ток ниже из-за мощности джоулей, рассеиваемой на внешнем сопротивлении, т.к. крутящий момент пропорционален току, двигатель будет развивать меньший крутящий момент.
  • На высокой скорости более высокий крутящий момент. Даже если на внешнем сопротивлении рассеивается некоторая мощность в джоулях, двигатель сможет для обеспечения большего крутящего момента благодаря более низкой электрической постоянной времени, позволяющей быстрее нарастать току в катушке.

Примечание. Если мы увеличим напряжение питания, мы сможем компенсировать более низкий ток, но общая энергоэффективность уменьшится. быть уменьшена. Крутящий момент улучшается на высокой скорости и остается таким же на низкой скорости.

УДЕРЖИВАЮЩИЙ МОМЕНТ

Удерживающий момент — это максимальный крутящий момент, который двигатель может удерживать при остановке. Удерживающий момент пропорционален постоянному крутящему моменту и ток в фазе.

Создание более высокого крутящего момента может быть достигнуто за счет увеличения число витков катушки или путем увеличения текущий поток.

Увеличение тока выделяет дополнительное тепло из-за рассеяние джоулевых потерь (P джоулей = R × i 2 ). подача тока ограничена термической способностью катушка. Температура катушки обычно может достигать максимальная, допустимая температура змеевика, обычно 100°C или 130°C, в зависимости от типа двигателя.

Теперь давайте посмотрим на потери в джоулях в обеих комбинациях (см. рис. 6), учитывая 1 фазу ВКЛ:

Учитывая, что каждая отдельная катушка имеет собственное сопротивление, индуктивность и константу крутящего момента, и если потери в джоулях одинаковы для обоих случаев P джоулей ед. = P джоулей ед. = P 0
…тогда имеем:

больший крутящий момент, чем униполярный привод.

При той же электрической мощности биполярный привод дает лучшие результаты, чем однополярный.

ДИНАМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ

Как показано выше, при одинаковой рассеиваемой мощности биполярный режим может обеспечить на 40 % больший крутящий момент. Однако при высоком скорость в приводе напряжения униполярный двигатель может обеспечить более высокий крутящий момент, чем биполярный двигатель, поскольку ток может двигаться быстрее в катушка. Вы можете увидеть пример ниже (см. рисунок 7).

ПРОВОДА / СОЕДИНЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ

92) и тот же крутящий момент производительности при той же электрической мощности (см. рис. 9).

Серийная сборка имеет сопротивление в четыре раза выше, чем параллельная сборка.

Для последовательного соединения требуется удвоенный ток и половина напряжение параллельного соединения.

Последовательное или параллельное соединение соответствует источнику питания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как униполярные, так и биполярные сборки имеют преимущества (см. рис. 10).

В прошлом широко использовалось однополярное управление. Из-за повышения стоимости электроники в настоящее время наблюдается тенденция работать с биполярный в текущем драйве. Для привода по напряжению униполярный по-прежнему является экономичным вариантом.

СВЯЖИТЕСЬ С ИНЖЕНЕРОМ


Биполярные и униполярные двигатели — электроника