Tani sposób na uzyskanie dodatkowych napięć na wyjściu mostka prostowniczego

Wiele jednoszynowych zasilaczy składa się z transformatora, prostownika i kondensatora filtrującego (rysunek 1). Schemat ten jest stosunkowo tani, łatwy do wytworzenia, ale ma ograniczone zastosowanie.
fig_1
fig_2
Układy zawierające wzmacniacze operacyjne, przetworniki danych lub inne układy analogowe często potrzebują dodatkowych napięć zasilania, które mogą przekraczać napięcie głównego źródła, albo mieć przeciwną biegunowość.
W takich przypadkach konieczne jest zwiększenie liczby uzwojeń wtórnych transformatora i odpowiednio liczby prostowników. Takie podejście jest uzasadnione, gdy moc pobierana z każdego uzwojenia jest mniej więcej taka sama, ale z reguły źródła polaryzacji układów analogowych zużywają bardzo mały prąd, a następnie koszty pomocniczych zwojów, prostowników i filtrów stają się niewystarczające do ich funkcji.
Należy zauważyć, że jeśli napięcie źródła pomocniczego powinno być niższe niż główne, najprostszym sposobem jest użycie szeregowego liniowego stabilizatora napięcia.
Ponieważ wejście i wyjście mostka nie mają wspólnego punktu odniesienia, standardowe detektory szczytowe i stopnie zwielokrotnienia napięcia nie mają tutaj zastosowania.
Jednakże wejścia napięcia AC mostka prostowniczego są w stanie dostarczać i odbierać prąd w stosunku do ich wyjść.
Pozwala to, nieznacznie modyfikując konwencjonalny mostek, na wykonanie podwojenia napięcia (rysunek 2).
Poniższa notacja jest używana na schematach:
CSERIES – kondensator szeregowy
CBOOST – kondensator wspomagający (boost)
Używając podobnej struktury, ale wiążąc ją z magistralą „0V” można uzyskać napięcie ujemne.

fig_3
Rysunek 3 pokazuje zmodyfikowaną wersję układu z dodatkowymi źródłami zarówno napięcia zwielokrotnionego, jak i ujemnego.
Transformator o napięciu wyjściowym 12V wybrano tylko, jako przykład, a proponowana metoda jest oczywiście odpowiednia dla dowolnych napięć.
Należy zauważyć, że napięcie robocze kondensatorów szeregowych i boost jest wyższe niż napięcie kondensatorów filtrujących, które są obliczane tylko na szczytowych wartościach przemiennego napięcia zmiennego, podczas gdy pozostałe kondensatory muszą wytrzymać prawie dwa razy więcej napięcia (minus spadek diody).
Oceny kondensatorów szeregowych i kondensatorów wspomagających (boost) zależą od wymaganej mocy wyjściowej i nie muszą być takie same.
Teoretycznie, ujemne i zwielokrotnione szyny napięciowe są w stanie dostarczyć moc porównywalną z mocą głównego źródła zasilania.
Dodatkowe straty spowodowane są głównie kondensatorami CSERIES.
Aby zmniejszyć straty, należy zwiększyć pojemność tych kondensatorów, nie zapominając o dopuszczalnych prądach impulsowych.
Jeżeli wymagana jest zwiększona moc z szyny zwielokrotnionego napięcia, należy rozważyć opcję z dodatkowym transformatorem lub z dodatkowym uzwojeniem wtórnym.
Autor: Horst Koelzow

pełny materiał w pliku pdf

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.