Повышение напряжения 5 В/2 А до +70/-70 В для шин операционного усилителя?

Я бы настоятельно рекомендовал не пытаться использовать какой-либо аудиовыходной трансформатор для повышения выходной мощности операционного усилителя, как это предлагается в комментариях. Не поймите меня неправильно, это совершенно действующий и часто используемый метод. На самом деле, это всего лишь своего рода согласование импеданса, и трансформаторы согласования импеданса отлично подходят для этого, и позволяют усилителям с низким импедансом управлять звуковыми катушками с гораздо более высоким импедансом, эффективно усиливая форму выходной волны.

Проблема в том, что ничего из этого не работает в вашем приложении, потому что вы управляете не звуковой катушкой, а пьезоэлектрическим ультразвуковым преобразователем.

Это довольно важное различие, о котором вы должны знать, потому что многие из обычных методов, которые работают для управления традиционными динамиками, неприменимы в вашей ситуации. Звуковые катушки отклоняются протекающим током, а их импеданс имеет резистивный и индуктивный характер. Ваш ультразвуковой преобразователь не является ни тем, ни другим. Его сопротивление полностью емкостное .и открытая цепь постоянного тока. Он приводится в действие разностью зарядов между пластинами, а не током. Таким образом, он напрямую отклоняется напряжением. На самом деле вам нужна полярность, и соединение через трансформатор приведет к ее потере, поэтому вам также придется использовать каскад синхронного выпрямления для восстановления полярности на выходе трансформатора. Это не проблема при работе с динамиками, но при такой нагрузке это имеет значение. Вам нужно управлять им, напрямую вытягивая пластинчатый заряд наружу или в него, и вы должны сделать это так, как вы планировали сделать это с самого начала.

У вас есть пара вариантов:

1. Вы можете использовать высоковольтный операционный усилитель с широкими шинами питания, ИЛИ
2. Используйте низковольтный операционный усилитель, управляющий двухтактным выходным каскадом, подключенным к шинам высокого напряжения.

Я думаю, что 1 будет иметь лучшую производительность, а также будет проще и легче, особенно учитывая природу сигналов, с которыми вы будете работать. Чипы, щелчки, разные другие вещи нужно усиливать и (по крайней мере, я бы предположил) с минимальными искажениями. Вариант 2 на самом деле только тогда, когда вам нужна производительность, которую вы можете получить только от операционного усилителя с более низким напряжением, но поскольку есть операционный усилитель, который специально разработан для вашего приложения (среди прочего), и мы действительно говорим только о максимумах 80 кГц, Я не вижу причин пробовать вариант 2. Я предлагаю вариант 1. LTC6090 очень хорошо работает именно для того, для чего вам нужно его использовать. Вплоть до области термопрокладки все учтено.

Что касается получения шин, в техническом описании LTC6090 фактически содержится пара схем, полностью предназначенных для производства шин ±65 В или ± 70 В для него. Вы можете использовать их или нет, но суть в топологии. На мой взгляд, обратноходовой преобразователь, безусловно, лучший выбор. От 5 В до 70 В действительно слишком высокое соотношение для повышающего преобразователя. 135 В подталкивают его еще больше - LTC8331 отличная часть, и она, вероятно, может сделать 135 В из 5 В, но это не будет эффективно или красиво. И я не думаю, что катушки индуктивности с ответвлениями — это все, что доступно для создания виртуальной земли. Будет проще, дешевле и гораздо практичнее просто использовать обратноходовой преобразователь с двумя выходными обмотками.

Не пугайтесь обратноходовых преобразователей — они всего лишь инвертирующие повышающие преобразователи. Я не шучу. Посмотрите на схемы. Это одна и та же схема, один и тот же преобразователь, одно и то же. Единственная разница в том, что обратноходовой индуктор имеет две или более обмотки на одном сердечнике. И диод может быть так или иначе в зависимости от желаемой полярности. Честно говоря, я бы рекомендовал просто использовать LTC3411, как это предлагается в техническом описании LTC6090. Однако вам может понадобиться больший ток, для чего и предназначена LTC3412 — это просто LTC3411 с вдвое большей силой тока. К сожалению, вам, вероятно, следует выбрать несколько дорогой (6 долларов за штуку) трансформатор Würth Linear, который предлагает в их техническом описании. Обратноходовые трансформаторы на самом деле не нуждаются в правильном трансформаторе, а просто в парной катушке индуктивности. но есть несколько связанных катушек индуктивности с 3 обмотками, и я сомневаюсь, что какая-либо из них рассчитана на 100+ В (вам нужен запас). Трансформатор Würth небольшой, для поверхностного монтажа и может безопасно выдерживать 150 В на каждой вторичной обмотке. Вы не ошибетесь с Würth, но они заставят вас заплатить за эту привилегию.

Я знаю, что вы, вероятно, хотите уменьшить спецификацию, но поверьте мне, это будет стоить сэкономленного времени и отсутствия головной боли и осложнений, чтобы просто «скопировать и вставить» схему приложения из преобразователя, такого как LTC3411/2. Переключающие части Linear также являются лучшими и простыми в использовании (а также, к сожалению, самыми дорогими), и я обычно предлагаю начать с линейной части. Как только вы наберетесь опыта и освоитесь с переключающими преобразователями, TI тоже будет хорош и намного дешевле, хотя часто будет не так прост в использовании.

Вы должны беспокоиться об этих ультразвуковых чириках и гудках, и о чем-то еще, я думаю, что это одна из тех ситуаций, когда имеет смысл заплатить немного больше, чтобы просто не иметь дело с источником питания, чтобы вы могли справиться с вещью, которую вы' на самом деле делаю. Если вы можете, просто возьмите этот трансформатор Würth, следуйте схеме на странице 22 таблицы данных LTC3412 или на странице 10 есть таблица трансформаторов и их потенциальных выходов. Схема будет нормально работать с входным напряжением 5 В, но с уменьшенной выходной мощностью, нужно только настроить делитель EVLO на 5В (или просто привязать напрямую к VIN).