ในบทความนี้เราจะพูดถึงตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบ unipolar ถึง bipolar และลักษณะของมัน เราจะพูดถึงการตั้งค่าและการใช้งานด้วย

ด้วยการพัฒนาและการเผยแพร่เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ มีความจำเป็นเร่งด่วนมากขึ้นในการมีแหล่งจ่ายแรงดันไฟเอาท์พุตแบบไบโพลาร์คุณภาพสูงในห้องปฏิบัติการที่บ้านของคุณ แต่ทันทีที่นักวิทยุสมัครเล่นพบสิ่งนี้ เริ่มมองหาตัวเลือกต่าง ๆ สำหรับการสร้างอุปกรณ์จ่ายไฟแบบไบโพลาร์ บางคนก็ผิดหวัง

แต่ตัวแปลงเหล่านี้ไม่เป็นสากลและไม่สามารถรักษาความเท่าเทียมกันของแรงดันไฟฟ้าบวกและลบได้ดังนั้นจึงไม่อนุญาตให้ใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์ที่มีการควบคุมที่ราบรื่น

ดังนั้นนักวิทยุสมัครเล่นจึงต้องเผชิญกับทางเลือก: อย่างใดอย่างหนึ่ง วงจรง่ายๆ“คงที่” แรงดันไบโพลาร์หรือมีคุณภาพสูงแต่ วงจรที่ซับซ้อนปิดกั้น แหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์.

ฉันขอเสนอวิธีแก้ปัญหาคุณภาพสูงสุดให้กับคุณอีกวิธีหนึ่งและในความคิดของฉัน - สิ่งที่แนบมาเป็นพิเศษกับแหล่งจ่ายไฟ unipolar ที่คุณมีอยู่ซึ่ง "แบ่ง" ขั้วเดียว ความดันคงที่ออกเป็นสองส่วน - บวกและลบ ข้อจำกัดเพียงอย่างเดียวในการใช้อุปกรณ์คือการไม่สามารถใช้กับแหล่งพลังงานที่มีกำลังไฟบวกหรือลบอยู่บนพื้นดินเดียวกันกับโหลด ตัวอย่างเช่น - จาก แบตเตอรี่รถ. นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าอุปกรณ์ "สร้าง" "มวล" ของตัวเอง แต่ความจำเป็นในการทำงานในโหมดนี้ไม่มีนัยสำคัญมากจนคุณสามารถเพิกเฉยต่อข้อเสียเปรียบนี้ได้

ลักษณะของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบ unipolar ถึง bipolar:

ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่นำเสนอสามารถเชื่อมต่อกับหน่วยแรงดันไฟฟ้าแบบยูนิโพลาร์ใดก็ได้ในช่วงตั้งแต่ 7 ถึง 30 โวลต์ ในกรณีนี้แรงดันเอาต์พุตแบบไบโพลาร์จะอยู่ที่ 3 ถึง 14.5 โวลต์

ในระหว่างการทำงาน ตัวแบ่งจะไม่ทำให้พารามิเตอร์และคุณลักษณะของแหล่งจ่ายไฟแบบยูนิโพลาร์ของคุณลดลง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมาก

ตัวแบ่งจ่ายพลังงานแบบไบโพลาร์ให้กับโหลดที่ไม่สมดุล โดยมีกระแสสูงถึง 10 แอมแปร์ของแต่ละแรงดันไฟฟ้า (ทั้งบวกและลบ) กล่าวอีกนัยหนึ่งหากมีโหลดในวงจรบวกโดยสิ้นเปลืองกระแสไฟ 10 แอมแปร์และในวงจรลบ 0.1 แอมแปร์แรงดันไฟฟ้าบวกและลบจะแตกต่างกันไม่เกิน 0.01 โวลต์

แรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตแบบไบโพลาร์จะถูกปรับบนแหล่งจ่ายไฟแบบยูนิโพลาร์เอง ดังนั้นหากพาวเวอร์ซัพพลายของคุณไม่มีการปรับค่านี้แล้ว แรงดันขาออกจะไม่ได้รับการควบคุม

ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบยูนิโพลาร์ที่นำเสนอนี้ได้รับการทดสอบกับหน่วยจ่ายไฟสากลที่มีความเสถียรซึ่งฉันได้พัฒนาไว้ก่อนหน้านี้ ก็แสดงคุณสมบัติอันดีเยี่ยม เนื่องจากแหล่งจ่ายไฟของฉันสร้างแรงดันไฟฟ้าได้สูงถึง 26 โวลต์ แรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตจึงอยู่ในช่วงตั้งแต่ 3 ถึง +- 12.3 โวลต์ หลังจากเชื่อมต่อการหมุนเพิ่มเติมของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าในวงจรจ่ายไฟสากลที่มีความเสถียรกับแรงดันเอาต์พุตที่เสถียรที่ 32 โวลต์แรงดันเอาต์พุตของตัวแบ่งจะอยู่ระหว่าง 3 ถึง +- 15.2 โวลต์ ระบบป้องกันการโอเวอร์โหลดอัตโนมัติยังทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ

;อุปกรณ์มีวงจรอะแดปทีฟสำหรับตรวจสอบและปรับความเท่าเทียมกันของแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุต โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงในแอมพลิจูดและโหลดที่เป็นไปได้

แผนผังแสดงในรูป

การทำงานของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบขั้วเดียว

แอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงาน DA1 วัดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าที่จุดกึ่งกลางของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า R1 - R2, R3 โดยมีแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ "เคส" และตอบสนองต่อความแตกต่างโดยการเพิ่มหรือลดแรงดันเอาต์พุต

เมื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ ตัวเก็บประจุ C1 และ C2 จะถูกชาร์จตามเส้นทาง "+" ของแหล่งจ่ายไฟ, ตัวเก็บประจุ C1, ตัวเก็บประจุ C2, "-" ของแหล่งจ่ายไฟ ดังนั้นตัวเก็บประจุแต่ละตัวจะถูกชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าขาเข้าครึ่งหนึ่ง แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้จะอยู่ที่เอาต์พุตของอุปกรณ์ แต่สิ่งนี้จะถูกสังเกตภายใต้ภาระที่สมดุล

พิจารณากรณีที่เชื่อมต่อโหลดที่ไม่สมดุลกับอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น ความต้านทานโหลดในวงจรแรงดันเอาต์พุตบวกจะน้อยกว่าความต้านทานโหลดที่เชื่อมต่อกับวงจรแรงดันเอาต์พุตลบ เนื่องจากวงจรโหลดเชื่อมต่อแบบขนานกับตัวเก็บประจุ C1 - ไดโอด VD1 และความต้านทานโหลดต่ำ ประจุของตัวเก็บประจุ C2 จะไม่เพียงผ่าน C1 แต่ยังผ่านวงจรขนานด้วย - ไดโอด VD1 ความต้านทานโหลดต่ำ ซึ่งจะทำให้ตัวเก็บประจุ C2 ถูกชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าตัวเก็บประจุ C1 ซึ่งจะทำให้แรงดันเอาต์พุตบวกน้อยกว่าแรงดันลบ บนตัวเครื่อง แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นในศักย์สัมพันธ์กับจุดกึ่งกลางของตัวต้านทาน R1 - R2, R3 โดยที่ศักย์ไฟฟ้าเท่ากับครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าอินพุต สิ่งนี้จะนำไปสู่การปรากฏตัวของแรงดันไฟฟ้าเชิงลบที่เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานที่สัมพันธ์กับตัวเครื่อง และยิ่งความต่างศักย์ไฟฟ้าที่อินพุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานมากเท่าใด แรงดันลบก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น อันเป็นผลมาจากแรงดันลบที่เอาต์พุต op-amp ทรานซิสเตอร์ VT3 และ VT4 จะเปิดขึ้นและเช่นเดียวกับวงจร "ไดโอด VD1 ความต้านทานโหลดต่ำ" ในวงจรบวกจะสร้างผลแบ่งต่อตัวเก็บประจุ C2 ในวงจรลบ . สิ่งนี้จะนำไปสู่ความสมดุลของกระแสในวงจรบวกและลบและทำให้แรงดันเอาต์พุตเท่ากัน หากโหลดของอุปกรณ์ไม่สมดุลกับแรงดันลบ ทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 จะเปิดขึ้น

ดังนั้นเนื่องจากวงจรควบคุมศักย์ไฟฟ้า "ศูนย์" โดยอัตโนมัติ จึงทำให้สมดุลใน "สถานะเฉลี่ย" ระหว่างค่าบวกและลบของแหล่งจ่ายไฟ

รายละเอียด.

ไมโครวงจร K140UD6, K140UD7, K140UD601, K140UD701 สามารถใช้เป็นเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานได้

ตัวต้านทาน R8 - R15 - สำหรับปรับกระแสอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ให้เท่ากันและจำกัดไฟกระชากในช่วงเวลาสวิตช์

ไดโอด VD1 และ VD2 ได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันไม่ให้ทรานซิสเตอร์แบ่งวงจรโหลดของอุปกรณ์

มีการติดตั้งทรานซิสเตอร์บนแผงระบายความร้อนที่มีขนาดเพียงพอ ขนาดของแผ่นระบายความร้อนจะพิจารณาจากความไม่สมดุลของโหลดเท่านั้น ยิ่งไม่สมดุล พื้นที่หม้อน้ำก็จะยิ่งมากขึ้น

การตั้งค่าตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบขั้วเดียว

วงจรที่ประกอบอย่างถูกต้องจะเริ่มทำงานทันที ตัวต้านทาน R3 ได้รับการออกแบบมาเพื่อตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าไบโพลาร์เอาท์พุตให้เท่ากัน สะดวกกว่าในการตั้งค่าบนออสซิลโลสโคปแบบลำแสงคู่โดยเชื่อมต่อเอาต์พุตไบโพลาร์ของอุปกรณ์เข้ากับอินพุตของออสซิลโลสโคปและเปิดโหมดการลบสัญญาณร่วมกัน โดยการหมุนช่องโพเทนชิออมิเตอร์ การลบสัญญาณสูงสุดจะถูกตั้งค่า หาก "จังหวะ" ของแรงดันไฟขาออกปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากการกระตุ้นและการสร้างตัวเอง จำเป็นต้องลดค่าของตัวต้านทาน R5 ในขณะที่เพิ่มผลตอบรับเชิงลบ

ไมโครวงจร K140UD7 ถูกจำกัดการจ่ายไฟไว้ที่ 15 โวลต์ใน "แขน" ดังนั้นเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตสูงจำเป็นต้องเชื่อมต่อพลังงานเข้ากับพิน 4 และ 7 ผ่านซีเนอร์ไดโอด "เพิ่มเติม" แต่ในเวลาเดียวกันระดับล่างของ แรงดันไฟขาออกก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน

วงจรไมโครนี้ให้ความสามารถในการปรับสมดุลเป็นศูนย์โดยใช้ตัวต้านทานการตัดแต่งภายนอก เมื่อแรงดันไฟจ่ายเปลี่ยนแปลงก็ต้องปรับเพื่อไม่ให้ใช้ในวงจรของเรา

เนื่องจากลักษณะของสารละลายที่ไม่ได้มาตรฐาน อุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าแบบไบโพลาร์จากยูนิโพลาร์จึงมีลักษณะเฉพาะ ในแง่ของความเรียบง่ายและความน่าเชื่อถือของวงจรนี่คือสิ่งที่สำคัญที่สุด วิธีที่ดีที่สุดได้รับพลังไบโพลาร์

ไม่ใช่นักวิทยุสมัครเล่นทุกคนมีโอกาสที่จะได้รับชิ้นส่วนที่เหมาะสม ดังนั้นคุณต้องรู้ว่าอะไรสามารถทดแทนได้ ความรู้เกี่ยวกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์มาช่วยเหลือ ตัวอย่างเช่น วงจรง่ายๆ ของแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์โดยใช้ซีเนอร์ไดโอด ซึ่งแสดงให้เห็นหลักการของการได้รับพลังงานแบบไบโพลาร์จากพลังงานแบบขั้วเดียว

วงจรจ่ายไฟแบบไบโพลาร์อย่างง่าย:

อาจเป็นเรื่องยากสำหรับนักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่ในการค้นหาหม้อแปลงไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับแหล่งจ่ายไฟ วงจรเครื่องขยายเสียง หรือวงจรอื่นๆ ที่ต้องใช้พลังงานแบบไบโพลาร์ ตัวอย่างของโครงร่างแบบคลาสสิกในการรับแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์จากแบบยูนิโพลาร์ ควรสังเกตทันทีว่าฉันไม่ได้พยายามเรียกใช้วงจรนี้ แต่อ้างถึงเพราะโซลูชันที่ใช้นั้นค่อนข้างดั้งเดิมและใช้งานง่าย (คุณควรเลือกค่าขององค์ประกอบด้วยตัวเอง)

รูปที่ 1 - แผนภาพแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์

นี่เป็นวงจรที่ค่อนข้างง่าย ทำให้สามารถรับขั้วไฟฟ้าบวกและลบจากหม้อแปลงที่มีขดลวดทุติยภูมิเพียงเส้นเดียว (ตัวเรียงกระแสบริดจ์แบบเต็มคลื่นหนึ่งตัว หรือจากแหล่งพลังงานแบบยูนิโพลาร์) วิธีแก้ปัญหานั้นค่อนข้างง่าย โดยซีเนอร์ไดโอดสองตัวในคู่กันทำหน้าที่แยกแรงดันไฟฟ้า คุณเพียงแค่ต้องกราวด์จุดศูนย์กลางเท่านั้น (ไม่ควรต่อกราวด์ตัวเก็บประจุที่ทำหน้าที่เป็นตัวกรอง) โครงการนี้ใช้งานง่าย ราคาถูก และเข้าถึงได้ แม้ว่าจะมีข้อเสียก็ตาม

ในบทความนี้เราจะพูดถึงตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบ unipolar ถึง bipolar และลักษณะของมัน เราจะพูดถึงการตั้งค่าและการใช้งานด้วย

ด้วยการพัฒนาและการเผยแพร่เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ มีความจำเป็นเร่งด่วนมากขึ้นในการมีแหล่งจ่ายแรงดันไฟเอาท์พุตแบบไบโพลาร์คุณภาพสูงในห้องปฏิบัติการที่บ้านของคุณ แต่ทันทีที่นักวิทยุสมัครเล่นพบสิ่งนี้ เริ่มมองหาตัวเลือกต่าง ๆ สำหรับการสร้างอุปกรณ์จ่ายไฟแบบไบโพลาร์ บางคนก็ผิดหวัง

แต่ตัวแปลงเหล่านี้ไม่เป็นสากลและไม่สามารถรักษาความเท่าเทียมกันของแรงดันไฟฟ้าบวกและลบได้ดังนั้นจึงไม่อนุญาตให้ใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์ที่มีการควบคุมที่ราบรื่น

ดังนั้นนักวิทยุสมัครเล่นจึงต้องเผชิญกับทางเลือก: ไม่ว่าจะเป็นวงจรแรงดันไฟฟ้าแบบไบโพลาร์ "คงที่" แบบธรรมดาหรือวงจรจ่ายไฟแบบไบโพลาร์คุณภาพสูง แต่ซับซ้อน

ฉันขอเสนอวิธีแก้ปัญหาคุณภาพสูงสุดให้กับคุณอีกวิธีหนึ่งแก่คุณ - สิ่งที่แนบมาเป็นพิเศษกับแหล่งจ่ายไฟแบบ unipolar ที่มีอยู่ซึ่ง "แบ่ง" แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบ unipolar ออกเป็นสองขั้ว - บวกและลบ ข้อจำกัดเพียงอย่างเดียวในการใช้อุปกรณ์คือการไม่สามารถใช้กับแหล่งพลังงานที่มีกำลังไฟบวกหรือลบอยู่บนพื้นดินเดียวกันกับโหลด เช่นจากแบตเตอรี่รถยนต์ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าอุปกรณ์ "สร้าง" "มวล" ของตัวเอง แต่ความจำเป็นในการทำงานในโหมดนี้ไม่มีนัยสำคัญมากจนคุณสามารถเพิกเฉยต่อข้อเสียเปรียบนี้ได้

ลักษณะของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบ unipolar ถึง bipolar:

ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่นำเสนอสามารถเชื่อมต่อกับหน่วยแรงดันไฟฟ้าแบบยูนิโพลาร์ใดก็ได้ในช่วงตั้งแต่ 7 ถึง 30 โวลต์ ในกรณีนี้แรงดันเอาต์พุตแบบไบโพลาร์จะอยู่ที่ 3 ถึง 14.5 โวลต์

ในระหว่างการทำงาน ตัวแบ่งจะไม่ทำให้พารามิเตอร์และคุณลักษณะของแหล่งจ่ายไฟแบบยูนิโพลาร์ของคุณลดลง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมาก

ตัวแบ่งจ่ายพลังงานแบบไบโพลาร์ให้กับโหลดที่ไม่สมดุล โดยมีกระแสสูงถึง 10 แอมแปร์ของแต่ละแรงดันไฟฟ้า (ทั้งบวกและลบ) กล่าวอีกนัยหนึ่งหากมีโหลดในวงจรบวกโดยสิ้นเปลืองกระแสไฟ 10 แอมแปร์และในวงจรลบ 0.1 แอมแปร์แรงดันไฟฟ้าบวกและลบจะแตกต่างกันไม่เกิน 0.01 โวลต์

แรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตแบบไบโพลาร์จะถูกปรับบนแหล่งจ่ายไฟแบบยูนิโพลาร์เอง ดังนั้นหากแหล่งจ่ายไฟของคุณไม่มีการปรับค่านี้ แรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตจะไม่ได้รับการควบคุม

ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบยูนิโพลาร์ที่นำเสนอนี้ได้รับการทดสอบกับหน่วยจ่ายไฟสากลที่มีความเสถียรซึ่งฉันได้พัฒนาไว้ก่อนหน้านี้ ก็แสดงคุณสมบัติอันดีเยี่ยม เนื่องจากแหล่งจ่ายไฟของฉันสร้างแรงดันไฟฟ้าได้สูงถึง 26 โวลต์ แรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตจึงอยู่ในช่วงตั้งแต่ 3 ถึง +- 12.3 โวลต์ หลังจากเชื่อมต่อการหมุนเพิ่มเติมของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าในวงจรจ่ายไฟสากลที่มีความเสถียรกับแรงดันเอาต์พุตที่เสถียรที่ 32 โวลต์แรงดันเอาต์พุตของตัวแบ่งจะอยู่ระหว่าง 3 ถึง +- 15.2 โวลต์ ระบบป้องกันการโอเวอร์โหลดอัตโนมัติยังทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ

;อุปกรณ์มีวงจรอะแดปทีฟสำหรับตรวจสอบและปรับความเท่าเทียมกันของแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุต โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงในแอมพลิจูดและโหลดที่เป็นไปได้

แผนผังแสดงในรูป

การทำงานของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบขั้วเดียว

แอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงาน DA1 วัดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าที่จุดกึ่งกลางของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า R1 - R2, R3 โดยมีแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ "เคส" และตอบสนองต่อความแตกต่างโดยการเพิ่มหรือลดแรงดันเอาต์พุต

เมื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ ตัวเก็บประจุ C1 และ C2 จะถูกชาร์จตามเส้นทาง "+" ของแหล่งจ่ายไฟ, ตัวเก็บประจุ C1, ตัวเก็บประจุ C2, "-" ของแหล่งจ่ายไฟ ดังนั้นตัวเก็บประจุแต่ละตัวจะถูกชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าขาเข้าครึ่งหนึ่ง แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้จะอยู่ที่เอาต์พุตของอุปกรณ์ แต่สิ่งนี้จะถูกสังเกตภายใต้ภาระที่สมดุล

พิจารณากรณีที่เชื่อมต่อโหลดที่ไม่สมดุลกับอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น ความต้านทานโหลดในวงจรแรงดันเอาต์พุตบวกจะน้อยกว่าความต้านทานโหลดที่เชื่อมต่อกับวงจรแรงดันเอาต์พุตลบ เนื่องจากวงจรโหลดเชื่อมต่อแบบขนานกับตัวเก็บประจุ C1 - ไดโอด VD1 และความต้านทานโหลดต่ำ ประจุของตัวเก็บประจุ C2 จะไม่เพียงผ่าน C1 แต่ยังผ่านวงจรขนานด้วย - ไดโอด VD1 ความต้านทานโหลดต่ำ ซึ่งจะทำให้ตัวเก็บประจุ C2 ถูกชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าตัวเก็บประจุ C1 ซึ่งจะทำให้แรงดันเอาต์พุตบวกน้อยกว่าแรงดันลบ บนตัวเครื่อง แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นในศักย์สัมพันธ์กับจุดกึ่งกลางของตัวต้านทาน R1 - R2, R3 โดยที่ศักย์ไฟฟ้าเท่ากับครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าอินพุต สิ่งนี้จะนำไปสู่การปรากฏตัวของแรงดันไฟฟ้าเชิงลบที่เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานที่สัมพันธ์กับตัวเครื่อง และยิ่งความต่างศักย์ไฟฟ้าที่อินพุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานมากเท่าใด แรงดันลบก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น อันเป็นผลมาจากแรงดันลบที่เอาต์พุต op-amp ทรานซิสเตอร์ VT3 และ VT4 จะเปิดขึ้นและเช่นเดียวกับวงจร "ไดโอด VD1 ความต้านทานโหลดต่ำ" ในวงจรบวกจะสร้างผลแบ่งต่อตัวเก็บประจุ C2 ในวงจรลบ . สิ่งนี้จะนำไปสู่ความสมดุลของกระแสในวงจรบวกและลบและทำให้แรงดันเอาต์พุตเท่ากัน หากโหลดของอุปกรณ์ไม่สมดุลกับแรงดันลบ ทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 จะเปิดขึ้น

ดังนั้นเนื่องจากวงจรควบคุมศักย์ไฟฟ้า "ศูนย์" โดยอัตโนมัติ จึงทำให้สมดุลใน "สถานะเฉลี่ย" ระหว่างค่าบวกและลบของแหล่งจ่ายไฟ

รายละเอียด.

ไมโครวงจร K140UD6, K140UD7, K140UD601, K140UD701 สามารถใช้เป็นเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานได้

ตัวต้านทาน R8 - R15 - สำหรับปรับกระแสอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ให้เท่ากันและจำกัดไฟกระชากในช่วงเวลาสวิตช์

ไดโอด VD1 และ VD2 ได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันไม่ให้ทรานซิสเตอร์แบ่งวงจรโหลดของอุปกรณ์

มีการติดตั้งทรานซิสเตอร์บนแผงระบายความร้อนที่มีขนาดเพียงพอ ขนาดของแผ่นระบายความร้อนจะพิจารณาจากความไม่สมดุลของโหลดเท่านั้น ยิ่งไม่สมดุล พื้นที่หม้อน้ำก็จะยิ่งมากขึ้น

การตั้งค่าตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบขั้วเดียว

วงจรที่ประกอบอย่างถูกต้องจะเริ่มทำงานทันที ตัวต้านทาน R3 ได้รับการออกแบบมาเพื่อตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าไบโพลาร์เอาท์พุตให้เท่ากัน สะดวกกว่าในการตั้งค่าบนออสซิลโลสโคปแบบลำแสงคู่โดยเชื่อมต่อเอาต์พุตไบโพลาร์ของอุปกรณ์เข้ากับอินพุตของออสซิลโลสโคปและเปิดโหมดการลบสัญญาณร่วมกัน โดยการหมุนช่องโพเทนชิออมิเตอร์ การลบสัญญาณสูงสุดจะถูกตั้งค่า หาก "จังหวะ" ของแรงดันไฟขาออกปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากการกระตุ้นและการสร้างตัวเอง จำเป็นต้องลดค่าของตัวต้านทาน R5 ในขณะที่เพิ่มผลตอบรับเชิงลบ

ไมโครวงจร K140UD7 ถูกจำกัดการจ่ายไฟไว้ที่ 15 โวลต์ใน "แขน" ดังนั้นเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตสูงจำเป็นต้องเชื่อมต่อพลังงานเข้ากับพิน 4 และ 7 ผ่านซีเนอร์ไดโอด "เพิ่มเติม" แต่ในเวลาเดียวกันระดับล่างของ แรงดันไฟขาออกก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน

วงจรไมโครนี้ให้ความสามารถในการปรับสมดุลเป็นศูนย์โดยใช้ตัวต้านทานการตัดแต่งภายนอก เมื่อแรงดันไฟจ่ายเปลี่ยนแปลงก็ต้องปรับเพื่อไม่ให้ใช้ในวงจรของเรา

เนื่องจากลักษณะของสารละลายที่ไม่ได้มาตรฐาน อุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าแบบไบโพลาร์จากยูนิโพลาร์จึงมีลักษณะเฉพาะ เนื่องจากความเรียบง่ายและความน่าเชื่อถือของวงจร นี่เป็นวิธีที่ดีที่สุดในการรับพลังงานแบบไบโพลาร์

บ่อยครั้งที่แหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์มีแรงดันเอาต์พุตคงที่ ความปรารถนาที่จะสร้างแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมจากแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์ที่ไม่ได้รับการควบคุมที่มีต้นทุนต่ำมักจะไม่นำไปสู่สิ่งที่ดีเนื่องจากสิ่งนี้นำไปสู่ความไม่สมดุลของแรงดันเอาต์พุต (ในแอมพลิจูด) ของขั้วตรงข้าม หากต้องการใช้ตัวเลือกนี้ จำเป็นต้อง "ให้น้ำหนัก" แผนงานอย่างมาก

นอกจากนี้ยังมีตัวเลือกเมื่อเพิ่มหน่วยอิเล็กทรอนิกส์ลงในแหล่งจ่ายไฟแบบ Unipolar ซึ่งสร้างแรงดันไฟฟ้าลบจากค่าบวก แต่แหล่งกำเนิดไบโพลาร์เวอร์ชันนี้ยังมีความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าตรงข้ามและไม่อนุญาตให้ใช้ในแหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดันเอาต์พุตแปรผันอย่างต่อเนื่อง

บทความนี้มีฉบับต้นฉบับอีกฉบับหนึ่ง พลังสองขั้วจากขั้วเดียวมีสิทธิที่จะมีอยู่ นี่คือคำนำหน้า - สร้างขึ้น เครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน LM358 เป็นแหล่งจ่ายไฟแบบยูนิโพลาร์แบบธรรมดา ซึ่งช่วยให้คุณได้รับแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตแบบไบโพลาร์เต็ม

แหล่งจ่ายไฟใดๆ ที่มีแรงดันไฟฟ้า 7...30 โวลต์สามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าขาเข้าได้ และแรงดันไฟขาออกจะอยู่ที่ 3...14.5 โวลต์

ในระหว่างการดำเนินการ ตัวแบ่งนี้จะไม่บิดเบือนพารามิเตอร์เอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟแบบยูนิโพลาร์ อุปกรณ์ต่อพ่วงตัวแบ่งนี้สามารถทนโหลดได้สูงสุด 10 แอมแปร์โดยไม่บิดเบือนแรงดันไฟฟ้า ทั้งในช่องสัญญาณบวกและลบ ตัวอย่างเช่นหากโหลดที่มีการใช้กระแสไฟ 9 แอมแปร์เชื่อมต่ออยู่ในวงจรลบของแหล่งพลังงานสองขั้วและ 0.2 แอมแปร์ในวงจรบวกความแตกต่างระหว่างแรงดันลบและบวกจะน้อยกว่า 0.01 โวลต์

ควรสังเกตว่ามีเพียงการมีอยู่ของตัวควบคุมในแหล่งจ่ายไฟแบบ unipolar เท่านั้นที่สามารถรับประกันการเปลี่ยนแปลงในเอาต์พุตในขั้วแบบไบโพลาร์มิฉะนั้นจะทำการปรับเปลี่ยนไม่ได้

คำอธิบายของตัวแบ่งสิ่งที่แนบมาของแรงดันไฟฟ้าแบบยูนิโพลาร์เป็นไบโพลาร์

(DA1) วัดความต่างศักย์ระหว่างสายร่วมและจุดกึ่งกลางของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่ประกอบที่ความต้านทาน R1, R2, R3 เมื่อความแตกต่างนี้เปลี่ยนไป op-amp LM358 จะนำไปสู่การรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าขาออกโดยลดลงหรือเพิ่มขึ้น

เมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าถูกจ่ายให้กับวงจร ตัวเก็บประจุ C1 และ C2 จะถูกชาร์จที่ครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้า ด้วยโหลดที่สมดุล แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้จะเป็นแรงดันเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์

ทีนี้มาวิเคราะห์สถานการณ์เมื่อโหลดที่ไม่สมดุลเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์ ตัวอย่างเช่น ความต้านทานโหลดในวงจรบวกต่ำกว่าความต้านทานโหลดที่เชื่อมต่อกับวงจรลบอย่างมีนัยสำคัญ

เนื่องจากโหลดเชื่อมต่อแบบขนานกับตัวเก็บประจุ C1 (ไดโอด VD1 และความต้านทานโหลดเล็กน้อย) ตัวเก็บประจุ C2 จะถูกชาร์จทั้งผ่านตัวเก็บประจุ C1 และผ่านวงจรที่กำหนดไว้ข้างต้น (ไดโอด VD1 และความต้านทานโหลดเล็กน้อย)

ด้วยเหตุนี้ตัวเก็บประจุ C2 จะถูกชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าตัวเก็บประจุ C1 และสิ่งนี้จะนำไปสู่ความจริงที่ว่าแรงดันลบจะสูงกว่าแรงดันบวก บนสายทั่วไป แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นสัมพันธ์กับจุดกึ่งกลางของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า R1, R2, R3 โดยที่แรงดันไฟฟ้าคือ 50% ของอินพุต

สิ่งนี้มีส่วนทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าลบที่เอาต์พุตของ op-amp LM358 ที่สัมพันธ์กับสายทั่วไป เป็นผลให้ทรานซิสเตอร์ VT2 และ VT4 เปิดและในทำนองเดียวกันกับวงจรไฟฟ้า "ไดโอด VD1 ความต้านทานโหลดเล็กน้อย" ในวงจรไฟฟ้าบวกจะข้ามความจุ C2 ในวงจรลบซึ่งนำไปสู่ความสมดุลของกระแสของทั้งสองวงจร ( บวกและลบ)

ในทำนองเดียวกันทรานซิสเตอร์ VT1, VT3 จะเปิดขึ้นหากมีโหลดไม่สมดุลต่อแรงดันลบ

ในยุคของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพา ปัญหาของการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์พกพากำลังมีความกดดันมากขึ้นเรื่อยๆ สิ่งที่ยากเป็นพิเศษคือต้องใช้แรงดันไฟฟ้าแบบไบโพลาร์ เช่น ในแอมพลิฟายเออร์หูฟังแบบพกพา การพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันทำให้สามารถเอาชนะได้ ปัญหานี้. มาดูวิธีสร้างแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์จาก unipolar one บนชิป TPS65133

ตัวเลือกพลังงานแบบไบโพลาร์สำหรับอุปกรณ์พกพา

แน่นอนว่าสำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์ในอุปกรณ์พกพาคุณสามารถใช้แบตเตอรี่สองก้อนได้ แต่สิ่งนี้จะนำไปสู่ปัญหาเพิ่มเติมในการชาร์จ รวมถึงความไม่สมดุลของแขนเมื่ออายุแบตเตอรี่

ตัวเลือกขั้นสูงกว่าในการสร้างพลังงานแบบไบโพลาร์จากยูนิโพลาร์คือการใช้ หรืออื่น ๆ แต่มีปัญหาที่นี่เช่นกัน เมื่อแบตเตอรี่หมด แรงดันไฟลบก็จะลดลงตามแรงดันบวกด้วย เหล่านั้น. เมื่อใช้แบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้ว พลังงานจะเป็น ±4.2 และแบตเตอรี่ที่คายประจุแล้ว ±3 V หรือน้อยกว่านั้น

และที่นี่ ตัวแปลง SEPIC ก็เข้ามาช่วยเหลือ เราจะไม่เจาะลึกทฤษฎีของกระบวนการเปลี่ยนแปลง - นี่คือหัวข้อของบทความแยกต่างหาก ตอนนี้เรามาดูตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบ unipolar เป็น bipolar บน TPS65133

แหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์จาก unipolar one บนชิป TPS65133

ข้อได้เปรียบหลักของตัวแปลงนี้คือแรงดันเอาต์พุตคือ ±5V โดยไม่คำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าอินพุต ซึ่งสามารถอยู่ระหว่าง 2.9 ถึง 5 โวลต์ (สามารถจ่ายได้สูงสุด 6 โวลต์) เหล่านั้น. วงจรไมโครได้รับการออกแบบให้ใช้งานโดยตรงกับแบตเตอรี่ขนาด 3.6 โวลต์ แต่ไม่มีใครห้ามไม่ให้จ่ายไฟจาก USB หรือแหล่งจ่ายไฟ

ความถี่การแปลงที่นี่คือ 1.7 MHz สำหรับอุปกรณ์เสียงนี่คือ ตัวเลือกที่ดี. ในเวลาเดียวกัน การดำเนินการไม่จำเป็นต้องใช้หม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งจำเป็นในตัวแปลง SEPIC ส่วนใหญ่ การแปลงต้องใช้เพียงตัวเหนี่ยวนำเท่านั้น เนื่องจากความถี่สูงเช่นนี้ จึงมีขนาดค่อนข้างเล็ก

วงจรของตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบ unipolar เป็น bipolar บน TPS65133 มีดังต่อไปนี้:

ขอแนะนำให้ติดตั้งตัวเก็บประจุแทนทาลัม เป็นความคิดที่ดีที่จะติดตั้งตัวเก็บประจุ 0.1 µF เพิ่มเติมเพื่อกรองสัญญาณรบกวน RF

สำหรับพารามิเตอร์เช่นกระแสไฟขาออกทุกอย่างดีมากที่นี่ กระแสไฟขาออกสามารถเข้าถึง 250 mA ต่อแขน ผู้ผลิตอ้างว่าด้วยกระแสไฟขาออก 50 ถึง 200 mA ประสิทธิภาพของตัวแปลงจะเกิน 90% ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีมากสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์พกพา

บินในครีม

แม้จะมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจน แต่ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดของไมโครวงจรนี้คือตัวเรือน ไมโครวงจรผลิตในแพ็คเกจที่ออกแบบมาสำหรับเท่านั้น ติดพื้นผิว,ขนาด 3x3 มม. ขนาดของหน้าสัมผัสคือ 0.6x0.2 มม. และระยะห่างระหว่างพวกเขาคือ 0.25 มม.

การสร้างกระดานที่มีผู้ติดต่อดังกล่าวที่บ้านไม่ใช่งานที่ง่ายที่สุด คุณสามารถทำให้ชีวิตของคุณง่ายขึ้นได้หากคุณซื้อโมดูลสำเร็จรูปพร้อมชิปบัดกรีและสายไฟ

โดยทั่วไปแล้ว TPS65133 ไม่ใช่เพียงอันเดียว ในซีรีย์เดียวกันมี TPS65130 TPS65131, TPS65132, TPS65135 … .. อย่างไรก็ตามลักษณะของพวกมันมีความน่าสนใจน้อยกว่าหรือกรณีที่แย่กว่านั้นอีก

ฉันจะขอบคุณมากสำหรับทุกคนที่สามารถแนะนำไมโครวงจรที่มีลักษณะคล้ายกันได้ ฉันกำลังรอคุณอยู่ในความคิดเห็น

เนื้อหานี้จัดทำขึ้นสำหรับไซต์นี้โดยเฉพาะ