Как сделать двойное питание +-12В из 24В SMPS

Ваша первая идея вообще не сработает.

Ваша вторая идея будет работать, но многие операционные усилители не будут выдавать на своем выходе больше нескольких мА, что ограничивает ток, который ваша схема может потреблять от виртуального заземления. Доступны усилители Power-OP, которые могут выдавать до нескольких ампер, но если вы не можете их достать, вы можете использовать пару транзисторов PNP/NPN для увеличения выходного тока:

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Операционный усилитель позаботится о стабилизации выходного сигнала, чтобы он соответствовал напряжению, установленному делителем входного напряжения. Однако позаботьтесь о емкостных нагрузках, как отметил Спехро в своем ответе.

Вам лучше использовать два источника питания 12 В, но если вы настаиваете...

№1 не сработает.

# 2 (учитывая очень ограниченную информацию, которую вы предоставили) может потребовать, чтобы операционный усилитель рассеивал до 600 мВт, и стабильность, вероятно, будет проблемой при емкостных нагрузках. Существуют специальные чипы-разветвители, которые серьезно относятся к стабильности, но они не являются мармеладными деталями, и, например, TLE2426 не может справиться с рассеиванием или вовлеченным током.

Я предлагаю что-то более похожее на это (при условии, что у вас есть лишняя мощность на вашем 12-вольтовом источнике питания:

В нем используется вездесущий шунтовой стабилизатор TL431, который усиливается с помощью обычного силового транзистора PNP.

Комбинация похожа на прецизионный силовой стабилитрон. Или просто используйте стабилитрон, как показано ниже. Установите Vo = 12В.

Затем используйте эту схему:

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Обратите внимание, что если вы чрезмерно нагрузите GND на -V, напряжение + V на GND увеличится до 24 В. Обычно это приемлемо, но позаботьтесь о номинальном напряжении конденсатора и так далее. Вы можете добавить стабилитрон с более высоким напряжением (скажем, 14 В) на R1 в качестве превентивной меры. R1 будет рассеивать менее 1 Вт в нормальных условиях, но стабилитрон может рассеивать до 1,3 Вт, если 50 мА протекает от + V к GND, а соответствующий ток от GND к -V отсутствует.

Например, вы можете использовать два стабилитрона 6,2 В 1 Вт последовательно. Держите провода короткими, прикрепите их к какой-нибудь области печатной платы и держите их отдельно, чтобы они охлаждались.

Учитывая ваше стремление к как можно более низкой мощности и мое осознание того, что эта распространенная проблема редко решается таким образом. Я придумал решение с автоколебательным переключением просто для удовольствия.

Как и в случае с любым переключателем, необходимо учитывать однотональные излучения/пульсации (около 20 кГц при этих значениях). Но если есть какой-либо значительный ток заземления, я сомневаюсь, что вы сможете быть намного более эффективным (более формальный коммутатор с отдельным генератором можно сделать более эффективным и использовать один индуктор, но для этого потребуется больше деталей).

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

По сути, это релаксационный генератор, который модулирует средний ток через L1 так, чтобы он колебался вокруг требуемого тока заземления. M1 и M2 включаются и выключаются относительно быстро (некоторые ускоряющие конденсаторы помогут повысить эффективность), а C12 обеспечивает положительную обратную связь, так что операционный усилитель / компаратор насыщается при пересечении порога (в противном случае нагрузка демпфировала бы генератор, и он стал бы линейным регулятором). вместо).

L3, C10 и C11 предназначены для фильтрации пульсаций и изоляции колебаний от нагрузки, чтобы избежать их слишком сильного затухания. C10 и C11 также выполняют двойную функцию входной емкости регулятора. Избыточная энергия в L1 и L2 будет возвращена на требуемый рельс и сохранена в них. В этой конструкции диоды исток-сток M1 и M2 являются проводящими.

R3, R4, R5 и R6 выбираются таким образом, чтобы М1 и М2 оставались ниже порогового значения при отсутствии тока заземления. К сожалению, это также снижает общий коэффициент усиления контура генератора.

Я не проводил очень тщательного анализа всех последствий этой конструкции (в частности, из-за того, что она является автоколебательной), поэтому общие соображения стабильности при изменении нагрузки могут быть проблемой.

Я не думаю, что существуют микросхемы для такого типа конфигурации, что излишне увеличивает количество деталей и конструктивные ограничения. Единственные, о которых я знаю, это стабилизаторы напряжения на терминаторах памяти DDR, но они предназначены для работы при очень низких напряжениях.

Регуляторы не сработают. Для них назначено нулевое отключение, а импеданс заземления слишком велик.

Операционный усилитель — лучший вариант, но все зависит от того, какой ток проходит через землю. Если ток достаточно низкий, вы можете просто использовать резистивный делитель с парой конденсаторов параллельно, если он высокий, вам понадобится здоровенный операционный усилитель.

У вас есть еще пара вариантов:

1. Вы можете использовать два стабилитрона с последовательными резисторами, чтобы уменьшить сопротивление земли.
2. Вы можете собрать повторитель истока класса AB с несколькими резисторами и двумя транзисторами (в основном то, что делает операционный усилитель, но с более высоким импедансом).
3. Если ваш ток заземления имеет четко определенное и постоянное направление, вы можете использовать положительный или отрицательный 12-вольтовый регулятор или даже транзистор с одной из шин (не забудьте поставить обходной диод).

Но независимо от того, что вы делаете, любой ток заземления приведет к потере мощности (если, конечно, вы не придумаете, как спроектировать стабилизатор с переключателем заземления).

Если ваши 24 В хорошо отрегулированы, вы можете просто использовать 7812, чтобы создать среднюю точку и назвать ее вашей 0-вольтовой шиной.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Это будет работать только в том случае, если 24 В не зависят от того, что вы питаете, и, согласно комментарию Эдгара Брауна, положительные линейные регуляторы, такие как 7812, не могут потреблять ток.

Думаю NJM4556A подойдет

вы можете получать ток от отрицательных и положительных шин, но разница не должна превышать выходной ток операционного усилителя.

Примечание: у меня нет опыта, я предлагаю вам прочитать следующий пост

EEVBLOG - моя-отрицательная-рельс-напряжения-не-работает

Есть много недорогих методов. Но метод переключения может помочь вам с минимальным компонентом, который доступен везде.

можно использовать обратноходовой преобразователь с минимальной схемой:

Отредактировано : Основная схема: Ссылка: сочетание двух ссылок ( http://uzzors2k.4hv.org/index.phppage=flybacktransformerdrivers , https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter- 6 )

Список компонентов:

• Стабилитрон

• 555 ИК

• Мосфет

• Тор, трансформатор можно сделать из проволоки и тороидального сердечника.

• Диод на выходе

• какой-то конденсатор

• какой-то резистор

• какой-то провод

Преимущества:

• вы можете генерировать любое напряжение на выходе, даже большее, чем ваше первое напряжение

• эти компоненты доступны везде

• вы можете генерировать любое напряжение, даже изолированное напряжение

• Вы можете увеличить свою мощность, заменив МОП-транзистор и выбрав тороид большего размера.

Основные ссылки:

http://uzzors2k.4hv.org/index.php?page=flybacktransformerdrivers

Кроме того, вам нужен стабилитрон на 12-15 вольт и микросхема 555 (ваша катушка питается от 24 вольт, но для 555 вы должны генерировать 12-вольтовую мощность с помощью стабилитрона).

на выходе нужен диод с конденсатором. ссылка: https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter-6

Это двухполярный двухполупериодный выпрямитель с трансформатором с центральным отводом и 4 диодами.