24V SMPSから+ -12Vのデュアル電源を供給する方法

24VシングルSMPSを使用して、自家製のロードセル送信機に電力を供給しようとしています。50mAの能力がある+ 12、0、-12ボルトを作る必要があります。オペアンプとブリッジの複数のチャンネルに電力を供給したいです。

私は、インドのコンポーネントの予算と可用性があまりありません。

以下の回路に従って、1個のLM7812と1個のLM7912（負の）線形電圧レギュレーターと分圧器のセットアップを使用して、これを行うことを考えています。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

これは機能しますか？他の場所の提案や記事から修正しました。

誰かが私にもう1つの回路を提案しましたが、私はオペアンプの現在の能力について心配しています。

^{この回路をシミュレートする}

これは機能しますか？はいの場合、適切なオペアンプを提案してください。

経済的に仕事をする他の技術はありますか？

最初のアイデアはまったく機能しません。

2番目のアイデアは機能しますが、多くのOPアンプは出力で数mAを超える電流を供給しないため、回路が仮想グランドから引き込む電流が制限されます。最大数アンペアの電力を供給できるPower-OP-Ampsがありますが、手に入らない場合は、PNP / NPNトランジスタペアを使用して出力電流を増やすことができます。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

OP-Ampは、入力分圧器によって設定された電圧と一致するように出力を安定させます。ただし、Spehroが答えで指摘したように、容量性負荷に注意してください。

あなたは2つの12V電源を使用する方が良いでしょうが、あなたが主張するなら...

＃1は機能しません。

＃2（提供した情報が非常に限られている場合）では、オペアンプが600mWを消費することが必要になる場合があり、容量性負荷では安定性が問題になる可能性があります。安定性を真剣に考えている専用のレールスプリッタチップがありますが、それらはジェリービーン製の部品ではなく、たとえば、TLE2426は関係する消費または電流を処理できません。

もっとこのようなものをお勧めします（12V電源に余裕があると仮定します：

これは、ユビキタスTL431シャントレギュレータを使用し、汎用PNPパワートランジスタでブーストします。

この組み合わせは、精密なパワーツェナーのようなものです。または、次のようにツェナーを使用します。Vo = 12Vに設定します。

次に、この回路を使用します。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

GNDに-Vの負荷をかけすぎると、+ VからGNDへの電圧が最大24Vに上昇することに注意してください。通常はこれで問題ありませんが、コンデンサの電圧定格などに注意してください。予防策として、R1に高電圧ツェナー（たとえば14V）を追加できます。R1は通常の状態では1W未満で消費されますが、50mAが+ VからGNDに流れ、対応する電流がGNDから-Vにない場合、ツェナーは1.3Wを消費します。

たとえば、2つの6.2V 1Wツェナーを直列で使用できます。リード線を短くし、PCB領域に取り付けて、それらが離れるようにしてください。

できるだけ低電力を求めるあなたの願望と、この共通の問題がこの方法でめったにアプローチされないという私の認識を考えると。楽しみのために、自励発振スイッチングソリューションを思いつきました。

他のスイッチャーと同様に、シングルトーン放射/リップルを考慮する必要があります（これらの値で約20kHz）。しかし、大きなグランド電流がある場合、はるかに効率的であるとは思えません（独立した発振器を備えたより正式なスイッチャーをより効率的にし、単一のインダクタを使用できますが、より多くの部品が必要になります）。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

基本的には、L1を流れる平均電流を変調して、必要な接地電流を中心に発振する緩和発振器です。M1とM2は比較的迅速にオンとオフに切り替えられ（一部の加速コンデンサは効率に役立ちます）、C12は正のフィードバックを提供し、オペアンプ/コンパレータがしきい値を超えると飽和します（そうでなければ、負荷が発振器を減衰させ、リニアレギュレータになります）代わりに）。

L3、C10、およびC11は、リップルをフィルタリングし、振動を負荷から分離し、過度に減衰させないようにするためにあります。C10、C11もレギュレータの入力容量として2倍の役割を果たします。L1とL2の余分なエネルギーは、必要なレールに戻され、そこに保存されます。この設計では、M1およびM2のソース-ドレインダイオードが導通しています。

R3、R4、R5、およびR6は、グランド電流がない場合にM1およびM2がしきい値を下回るように選択されます。残念ながら、これは発振器ループの全体的なゲインも低下させます。

私はこの設計のすべての意味を非常に慎重に分析していません（特に自励発振であるため）。したがって、負荷の変化に関する全体的な安定性の考慮が問題になる可能性があります。

このタイプの構成にはICがあり、部品数と設計上の制約を不必要に増やすとは思いません。私が知っている唯一のものはDDRメモリ終端電圧レギュレータですが、それらは非常に低い電圧で動作することを意図しています。

規制当局は機能しません。それらにゼロドロップアウトが割り当てられており、グランドインピーダンスが過剰です。

オペアンプはより良いオプションですが、それはすべてあなたが地面を通過する電流の量に依存します。電流が十分に低い場合は、並列に接続された2個のコンデンサと抵抗分圧器を使用するだけで済みます。電流が大きい場合は、大きなオペアンプが必要になります。

さらにいくつかのオプションがあります。

1. 直列抵抗を備えた2つのツェナーを使用して、接地インピーダンスを下げることができます。
2. 数個の抵抗と2個のトランジスタ（基本的にはオペアンプが実行しているが、より高いインピーダンスを備えた）を備えたクラスABソースフォロワーを組み立てることができます。
3. 接地電流の方向が明確で一貫している場合、正または負の12Vレギュレータ、またはレールの1つからトランジスタを使用することもできます（バイパスダイオードを必ず配置してください）。

ただし、何をするかに関係なく、グラウンド電流は電力の無駄になります（もちろん、グラウンドスイッチャーレギュレーターの設計方法を理解しない限り）。

24 Vが十分に調整されている場合、7812を使用して中間点を作成し、それを0ボルトレールと呼ぶことができます。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

これは、24 Vが電源に依存していない場合にのみ機能します。EdgarBrownのコメントによると、7812のような正の線形レギュレータは電流をシンクできません。

NJM4556Aは機能すると思います

負および正のレールから電流を引き出すことができますが、OPアンプの出力電流を超えない差があります。

注：私は経験がありません。次の投稿を読むことをお勧めします

EEVBLOG-マイマイナス電圧レールdoesnt-work

多くの低コストの方法があります。しかし、切り替え方法は、どこでも利用できる最小限のコンポーネントで役立ちます。

最小限の回路でフライバックコンバーターを使用できます。

編集した：主回路： 参考：二つのリンクのミックス（http://uzzors2k.4hv.org/index.phppage=flybacktransformerdrivers、https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter- 6）

コンポーネントリスト：

• ツェナーダイオード

• 555 IC

• モスフェット

• トロイド、変圧器はワイヤーとトロイドコアで作ることができます

• 出力のダイオード

• いくつかのコンデンサ

• いくつかの抵抗

• いくつかのワイヤー

利点：

• 最初の電圧よりも大きい出力で任意の電圧を生成できます

• これらのコンポーネントはどこでも利用可能です

• 絶縁電圧でも任意の電圧を生成できます

• Mosfetを変更してより大きなトロイドを選択することにより、パワーを高めることができます。

主な参考文献：

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

さらに、12〜15ボルトのツェナーダイオードと555 ICが必要です（24ボルトでコイルに給電しますが、555の場合は、ツェナーダイオードで12ボルトの電力を生成する必要があります）。

出力には、コンデンサ付きのダイオードが必要です。リンク：https : //wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter-6

それは、センタータップトランスと4つのダイオードを使用したデュアル極性全波整流器です