先别说做不到!单输出电源确实能获得正负电压轨!

科技   2024-09-11 20:01   上海  

 文章概述  

本文介绍了如何从单输出电源获得正、负电压轨,并讨论了其局限性和在低功耗应用中的适用性。

从单输出电源获得正负电压轨的方法
假设我们有一个运算放大器电路,需要 +/-12 VDC电压轨。当我们所拥有的只是如图1所示的可变24VDC电源时,我们如何提供互补输出?
在你说做不到之前,先考虑一下电源是如何构造的。台式电源,如B&K Precision1550 是专为浮动输出。在理想的情况下,地面和黑色和红色直流输出之间没有电气连接。这样的电源就像一个电池,我们可以自由地以任何我们选择的方式连接端子。
B&K Precision 台式可调电源 36 V  3A : 1550

技术贴士 : 


直流电源和电池之间的类比是不完整的。与电池不同,通用型直流电源不会接受反向充电电流。很多电源都有反向电压(二极管)保护。有些电源将输出电压箝位到内部直流导轨上。在极端情况下,反向电流会造成不可逆的电源损坏。

 1 :带阻性中心抽头的单输出稳压电源图片,提供正、负电压。

由于我们的电源完全能够提供浮动的24VDC,因此所需的分路 +/-12VDC是一个参考问题。我们可以使用电阻来提供虚拟地; 同样,要理解电源输出是浮动的。中心抽头解决方案如图2所示,同时还有一个稍微不平衡的负载。输出相当好地平衡,电压轨相对于地为12.5和 -11.5VDC。

图 2 :显示24VDC电源输出如何中心抽头以提供 +/-12 VDC的原理图。

限制

这种技术有一些严重的局限性。最重要的限制是负载的正、负电流需求之间的平衡。这对电阻的选择有重要的影响。例如,如果负载完全平衡,正负负载绘制相同的电流,则中心抽头电阻可能具有高值,例如10kΩ 。另一方面,如果存在很大的失配,则抽头电阻的值必须很低。事实上,为了保持电压平衡,可能需要“燃烧”大量的能量。

一些台式可调电源电应用示例,请参考帖子《如何从单输出电源获得正、负电压轨》。
结论
虽然这种方法在紧要关头起作用,但我们花更多的精力来平衡轨道,而不是为负载提供动力。因此,该技术在低功耗电路中的适用性有限。

话虽如此,这是对电路理论的一次很好的回顾。这扩展了我们对浮动电源的理解。这也回答了一个古老的问题:

我什么时候需要使用节点分析?


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