Как из двухполярного питания сделать однополярное

Преобразователь однополярного напряжения в двухполярное

Надеюсь, никто не будет оспаривать частую необходимость двухполярного питания? А также частую невозможность получить его стандартными средствами, типа трансформатора с выводом от середины обмотки? Делитель из резисторов? Да, можно, только вот в этом случае никто не гарантирует вам симметричности напряжений в плечах, а соответственно и симметричности выходного сигнала, если речь идет об усилителе с двухполярным питанием. Так что смотрим на схему и вникаем. Максимальное входное напряжение для этой схемы составляет 30 вольт. Таким образом, на выходе, мы получаем +/-15 вольт.
Ток нагрузки — 1А. Принцип действия преобразователя похож на работу компенсационного стабилизатора напряжения. Микросхема DA1 сравнивает образцовое напряжение, подаваемое на неинвертирующий вход с резистивного делителя R1-R3 с напряжением, поступающим на инвертирующий вход с выхода устройства. В соответствии с этим корректируется выходной сигнал, регулирующий отпирание/запирание выходных транзисторов. Максимальное напряжение ограничено только напряжением питания операционного усилителя. А выходной ток — установленными выходными транзисторами. Такая вот полезная штука. Источник: www.radiokot.ru

Список радиоэлементов

none Опубликована: 2006 г. 0 1

Вознаградить Я собрал 0 0

Оценить статью

• Техническая грамотность

Двухполярное питание от одной обмотки трансформатора

«Как нам быть, если имеющийся однополярный выпрямитель необходимо дополнить выпрямителем противоположной полярности, а перемотка сетевого трансформатора нежелательна?» – справедливо озадачились вопросом английские радиолюбители и сами же на него ответили в журнале «Wireless World» аж в далёком 1980 году. Как это выглядит?

Дополнительный выпрямитель, состоящий из диодного моста V2 и сглаживающего конденсатора С4, подключается к вторич- ной обмотке силового трансформатора через разделительные конденсаторы С1 и С2.

«Wireless World» (Англия), 1980, №8
Радио №7, 1982 г.

Рис.1 Двухполярное питание от одной обмотки на двух мостах

Скромненько, со вкусом, но на этом – вся статья.
На самом деле, многочисленные заявления по поводу того, что подобные преобразователи слаботочны и не «держат» мощных нагрузок, с одной стороны, весьма преувеличены, с другой – имеют под собой некоторую почву в виде требований, предъявляемых к величине ёмкостей С1 и С2.
Теоретически источники отрицательного напряжения способны отдавать мощность, соизмеримую с мощностью основного положительного источника и в сумме с ним обеспечивать мощность равную мощности трансформатора.

А из каких соображений выбирать номиналы разделительных конденсаторов?
Тут всё просто – их реактивные сопротивления на частоте 50 Гц должны быть в 30. 40 раз меньше, чем сопротивление Rн при максимальном токе, где Rн = U/Imax . Рассчитать эти сопротивления можно на странице – ссылка на страницу.

Уменьшить количество разделительных конденсаторов до одной штуки можно воспользовавшись следующей схемой.

Рис.2 Схема выпрямителя с двухполярным выходным напряжением

Выходное напряжение силового трансформатора выбирается исходя из требуемых напряжений, а рабочие напряжения разделительных конденсаторов должны быть вдвое больше величины пиковых значений выпрямленного переменного напряжения.

Теперь можно забыть про все разделительные конденсаторы и перейти к схеме, представленной на Рис.3.

Тут совсем всё очень просто – два однополупериодных выпрямителя разной полярности на диодах VD1 и VD2 и два сглаживающих конденсатора – С1 и С2.

Недостатком данной схемы является необходимость применения электролитов ёмкостями в два раза большими, чем в ранее приведённых двухполупериодных выпрямителях.
Рассчитать номиналы этих конденсаторов можно на странице – ссылка на страницу.

Рис.3 Двухполярное питание от одной обмотки трансформатора

Радикально снизить ёмкости сглаживающих конденсаторов можно включив в схему пару интегральных стабилизаторов напряжения. С примером такой реализации можно ознакомиться на Рис.4.

Рис.4 Двухполярное питание от одной обмотки со стабилизаторами

Если напряжение на выходе выпрямителя или однополярного источника питания имеет достаточную величину Uвых, то можно получить двуполярное напряжение ±Uвых/2, применив схему для формирования искусственной средней точки, в нашем случае – земли (Рис.5).

Рис.5 Двухполярное питание с узлом формирования искусственной земли

Данный формирователь двухполярного питания (при соответствующем выборе транзисторов) позволяет запитывать достаточно мощные цепи.
Максимально допустимые токи транзисторов должны соответствовать токам нагрузки, а коэффициент передачи тока – не менее 1000/Rн.

Все представленные формирователи, кроме последнего, подразумевают переделку существующего блока однополярного питания и не позволяют получать разнополярные напряжения от гальванических элементов или аккумуляторов.
Как быть, если нужен плюс-минус от батарейки или готового БП без его переделки рассмотрим на следующей странице.

Из двухполярного сигнала в однополярный и в цифру

Есть задача измерять двухполярное напряжение в диапазоне от -0,6В до +0,2В с помощью микроконтроллера.

Никак не могу сообразить, как лучше из двухполярного сигнала сделать однополярный и подать на АЦП.

В сети нашел интересную идею: усилить сигнал и подать на вход 1 АЦП, с ножки АЦП сигнал инвертировать и подать на вход 2 АЦП. Получается, что положительное напряжение измеряется через один вход, отрицательное — через второй.

Но может есть более простой способ выполнить оцифровку двухполярного напряжения? Двухполярное напряжение питания присутствует. АЦП нужен 12 бит.

Версия с двумя АЦП под скрепкой (Прoтеуc):

Ну так сделать сдвиг уровня(сумматор) на ОУ. Т.е. приплюсовать к вашему переменному напряжению 1В образцовых постоянных. Тогда на АЦП уже будет подаваться 0.4В. 1.2В. Или чтобы максимально реализовать динамический диапазон АЦП, сдвинуть напряжение не на 1В, а на 0.6В. Тогда на АЦП пойдёт 0. 0.8В. Естественно операционник должен быть прецизионный. На нём за одно можно и усилитель сделать, чтобы поднять напряжение до максимально возможного входного АЦП. Ну а потом програмно вычитать добавку.

Арс: Ну так сделать сдвиг уровня(сумматор) на ОУ
что-то никак не могу сообразить как. Ведь просто подать сигнал в среднюю точку резистивного делителя нельзя (или все-таки можно?).

Можно.
Но лучше сигнал на неинвертирующий вход а опорное (то, с которым суммируете) с обратным знаком на инвертирующий вход ОУ.
Вот две схемы сумматоров:


(http://www.mami.ru/kaf/aipu/theme4.html)
Естественно, ОУ должен питаться от двухполярного источника.
Первая схема инветирует входной сигнал.
Вторая, если входной сигнал подать на неинвертирующий вход, не инвертирует.
Вот ещё в википедии почитайте

спасибо, буду изучать.

Вырисовалась следующая схема. В протеусе работает как положенно.

Немного переработал схему. Она получилась проще.
Остался вопрос стабильности.

Входной сигнал -0,6. +0,2В, точность нужна минимум 0,001В.

Арс: Естественно операционник должен быть прецизионный
какой посоветуете?
Хотел поставить MCP6V01 (так называемый «Auto Zero») и только сейчас заметил, что он для однополярного питания

>Хотел поставить MCP6V01 (так называемый «Auto Zero») и только сейчас заметил, что он для однополярного питания

Это значит, что его можно использовать и при однополярном питании. При двуполярном работать тоже будет. Наоборот неверно. ОУ предназначенный только для двуполярного питания может не работать при однополярном. Разница их обычно в диапазоне входного и выходного напряжений. Однополярные работают от 0 напряжения на входе и до 0 на выходе(Real-toReal in/out). Это особо указывается как способность работы с однополярным питанием.
Нужно быть внимательным с величиной напряжения питания — не более 5,5в для этого усилителя. Например можно использовать -1 — + 4 вольта питание в данном случае.
В Вашем случае возможно использовать дешевый op07, если уж питание +-12. У него точность порядка 200uV (0С-70С)- раз в 5 лучше чем Вам надо.

12 бит это как раз 0,8/4000 = 200uV.
Еще нужно помнить, что Auto zero drift усилители шумят с частотой внутреннего генератора. Нужен фильтр на выходе для подавления шума.

Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.

Двухполярное питание из однополярное

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Поделиться

Последние посетители 0 пользователей онлайн

• Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

Сообщения

Во вложении статья и исходник. t3faza.zip

Про сдвиг тут поосторожнее. Регистры 595-е уже отвергнуты на этой почве.

там все элементарно. 4 переключателя (2 пластины по 2 переключателя). В переключателе 6 выводов( общий + 5 позиций) общие к резисторам, 1перек. позиц 2-3-4-5 2перек позиц 3-4-5 3перек позиц 4-5 5перек позиц 5 соединить все вместе к выводу ADJ наверно тем, что импульсные

Ничего, зато кисть будет сильная. А чем не устроили готовые китайские драйверы? Платка размером с ноготь, по цене пачки сигарет, ничего не греется и бесполезных потерь энергии минимум.

Включил я аппарат в сеть через 2 лампочки по 30 ватт. Ничего не бахнуло и мультиметр говорит что на выходе 50вольт но он по моему не ТРУ РМС. Вот осцилка по выходу И вот К-Э нижнего: не знаю как проверить настоящее напряжение на выходе потому что ослик тоже врёт. Так же когда аппарат выключается из сети то при снижении напряжения на входных конденсаторах tny264 начинает цикличесски перезапускаться и щелкать реле. Что раздражает но думаю резистор паралельно конденсаторов сможет помочь Вообще ослик говорит что 83 вольта. Надеюсь не врёт

Все очень просто — разный тех процесс изготовления. Будете удивлены — сопротивления даже у партий отличаются. ЗЫ. Не надо цитировать то что не надо цитировать. Открываете даташит на изделие и находите разброс параметров: Не говоря уже о том что один у вас подделка.