A l'ère de l'électronique portable, la question de l'alimentation des appareils portables se pose de plus en plus avec acuité. Une difficulté particulière est la tension d'alimentation bipolaire, qui est nécessaire, par exemple, dans un amplificateur de casque portable. Le développement actuel de l'électronique permet de s'affranchir ce problème. Considérez comment faire de l'alimentation bipolaire à partir de l'unipolaire sur la puce TPS65133.

Options d'alimentation double pour portable

Bien sûr, pour une alimentation bipolaire dans un portable, vous pouvez utiliser deux batteries. Mais cela entraînera des difficultés supplémentaires pour leur charge, ainsi qu'un déséquilibre des épaules à mesure que les batteries vieillissent.

Une option plus avancée pour rendre l'alimentation bipolaire à partir d'unipolaire consiste à utiliser ou tout autre. Mais il y a un problème ici aussi. lorsque la batterie est déchargée, après la tension positive, le négatif tombera également. Ceux. avec une batterie chargée, la puissance sera de ± 4,2, et avec une batterie déchargée, de ± 3 V voire moins.

Et ici, les convertisseurs SEPIC viennent à la rescousse. Nous n'approfondirons pas la théorie du processus de transformation - c'est le sujet d'un article séparé. En attendant, pensez au convertisseur de tension unipolaire en bipolaire sur le TPS65133.

Alimentation bipolaire depuis unipolaire sur la puce TPS65133

Le principal avantage de ce convertisseur est que la tension de sortie est de ± 5V, quelle que soit la tension d'entrée, qui peut être de 2,9 à 5 volts (jusqu'à 6 volts sont autorisés). Ceux. la puce est conçue pour une utilisation directe avec des batteries de 3,6 volts. Mais personne n'interdit de l'alimenter à partir d'usb ou d'une alimentation.

La fréquence de conversion est ici de 1,7 MHz. Pour les appareils audio, c'est une excellente option. En même temps, il ne nécessite pas l'utilisation de transformateurs, qui sont nécessaires dans la plupart des convertisseurs SEPIC. La conversion ne nécessite qu'une inductance qui, du fait d'une fréquence aussi élevée, est assez faible.

Le circuit du convertisseur de tension unipolaire à bipolaire sur le TPS65133 est le suivant :

Il est souhaitable d'installer des condensateurs au tantale. Il ne sera pas non plus superflu de mettre des condensateurs supplémentaires de 0,1 uF pour filtrer les interférences RF.

Quant à un paramètre tel que le courant de sortie, alors tout est très bon. Le courant de sortie peut atteindre 250mA par bras. Le constructeur affirme qu'avec un courant de sortie de 50 à 200 mA, le rendement du convertisseur dépasse les 90 %, ce qui est un très bon indicateur pour les applications portables.

Mouche dans la pommade dans un baril de miel

Avec tous les avantages évidents, le plus gros inconvénient de ce microcircuit est son boîtier. Le microcircuit est produit uniquement dans un boîtier conçu pour un montage en surface, de taille 3x3 mm. Les dimensions des contacts sont de 0,6 x 0,2 mm et la distance entre eux est de 0,25 mm.

Faire un tableau avec de tels contacts à la maison n'est pas la tâche la plus facile. Vous pouvez vous faciliter la vie si vous achetez un module prêt à l'emploi avec un microcircuit soudé et un cerclage.

En général, TPS65133 n'est pas le seul. Dans la même rangée on trouve les microcircuits TPS65130 TPS65131, TPS65132, TPS65135... Cependant, soit leurs caractéristiques sont moins intéressantes, soit le cas est encore pire.

Je serais très reconnaissant à tous ceux qui vous diront des puces avec des caractéristiques similaires. je t'attends dans les commentaires

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Souvent, les alimentations bipolaires ont une tension de sortie constante. Le désir d'en concevoir un ajustable à partir d'une source d'alimentation bipolaire non régulée à faible coût ne mène généralement à rien de bon, car cela entraîne un déséquilibre des tensions de sortie (en amplitude) de polarités opposées. Pour mettre en œuvre cette option, il est nécessaire de "pondérer" significativement le schéma.

Il existe également une option lorsqu'un ensemble électronique est ajouté à une alimentation unipolaire, ce qui génère une tension négative à partir d'une tension positive. Mais cette version de la source bipolaire présente également un déséquilibre des tensions opposées et ne permet pas son utilisation dans des alimentations à tension de sortie réglable en continu.

Cet article fournit une autre version originale puissance bipolaire à partir d'unipolaire avoir le droit d'exister. Il s'agit d'un préfixe - construit sur l'amplificateur opérationnel LM358, à une alimentation unipolaire conventionnelle, qui vous permet d'obtenir une tension de sortie bipolaire complète.

Toute alimentation électrique avec une tension de 7 ... 30 volts peut agir comme source de tension d'entrée, et une tension de 3 ... 14,5 volts sera obtenue en sortie.

En fonctionnement, ce diviseur ne déforme pas les paramètres de sortie d'une alimentation unipolaire. Ce préfixe-diviseur peut supporter une charge jusqu'à 10 ampères sans déformer la tension, aussi bien sur les voies positives que négatives. Par exemple, si une charge avec une consommation de courant de 9 ampères est connectée dans le circuit négatif d'une source d'alimentation bipolaire et de 0,2 ampères dans le circuit positif, la différence entre la tension négative et positive sera inférieure à 0,01 volt.

Il convient de noter que seule la présence d'un régulateur dans une alimentation unipolaire peut fournir un changement de sortie dans une alimentation bipolaire, sinon le réglage ne sera pas possible.

Description du préfixe-diviseur de tension unipolaire en bipolaire

(DA1) mesure la différence de potentiel entre le fil commun et le point milieu du diviseur de tension, monté sur les résistances R1, R2, R3. Lorsque cette différence est modifiée, l'amplificateur opérationnel LM358 conduit à la stabilisation de la tension de sortie, en la réduisant ou en l'augmentant.

Lorsque la tension d'entrée est appliquée au circuit, les capacités C1 et C2 sont chargées avec la moitié de la tension d'alimentation. Avec une charge équilibrée, ces tensions seront la tension de sortie d'une alimentation bipolaire.

Analysons maintenant la situation lorsqu'une charge déséquilibrée est connectée à la sortie d'une alimentation bipolaire, par exemple, la résistance de charge dans le circuit positif est bien inférieure à la résistance de charge connectée au circuit négatif.

Puisqu'une charge est connectée en parallèle à la capacité C1 (diode VD1 et une petite résistance de charge), la capacité C2 sera chargée à la fois à travers le condensateur C1 et à travers le circuit indiqué ci-dessus (diode VD1 et une petite résistance de charge).

Pour cette raison, le condensateur C2 sera chargé avec une tension plus élevée que le condensateur C1, ce qui entraînera une tension négative supérieure à la tension positive. Sur le fil commun, la tension augmentera par rapport au point médian du diviseur de tension R1, R2, R3, où la tension est de 50% de l'entrée.

Cela contribue à l'apparition d'une tension négative à la sortie de l'ampli-op LM358 par rapport au fil commun. En conséquence, les transistors VT2 et VT4 s'ouvrent et, de la même manière que le circuit "diode VD1, petite résistance de charge" dans le circuit positif, il shunte la capacité C2 dans le circuit négatif, ce qui conduit à un équilibre des courants des deux circuits ( positif et négatif)

De même, les transistors VT1, VT3 s'ouvriront si l'équilibre de charge est perturbé dans le sens de la tension négative.

Dans cet article nous parlerons des diviseurs de tension unipolaire en bipolaire et de ses caractéristiques. Nous parlerons également de sa configuration et de son fonctionnement.

Avec le développement et la diffusion de la technologie microélectronique, il est de plus en plus nécessaire de disposer d'une source de tension de sortie bipolaire de haute qualité dans votre laboratoire domestique. Mais dès que les radioamateurs sont confrontés à cela, commencent à chercher diverses options construire des alimentations bipolaires, alors certains d'entre eux sont déçus.

Mais ces convertisseurs ne sont pas universels, ils ne sont pas non plus capables de maintenir l'égalité de tension positive et négative, ils ne permettent donc pas de les utiliser comme alimentations bipolaires réglables en continu.

Ainsi, les radioamateurs ont le choix : soit un simple circuit de tension bipolaire "fixe", soit un circuit d'alimentation bipolaire de haute qualité mais complexe.

Je vous en propose une autre, et à mon avis la meilleure solution au problème - un préfixe spécial à votre alimentation unipolaire existante, qui "divise" la tension continue unipolaire en deux - positive et négative. La seule restriction à l'utilisation de l'appareil est l'impossibilité de l'utiliser avec une source d'alimentation, dans laquelle le plus ou le moins de l'alimentation est sur la même "masse" avec la charge. Par exemple, de batterie voiture. Cela est dû au fait que l'appareil "crée" sa propre "masse". Mais la nécessité de travailler dans ce mode est si négligeable que vous pouvez ignorer cet inconvénient.

Caractéristiques d'un diviseur de tension unipolaire à bipolaire :

Le diviseur de tension présenté peut être connecté à n'importe quelle unité de tension unipolaire dans la plage de 7 à 30 volts. Dans ce cas, la tension bipolaire de sortie sera de 3 à 14,5 volts.

En fonctionnement, le diviseur ne dégrade pas les paramètres et les caractéristiques de votre alimentation unipolaire. Ce qui est très important.

Le diviseur fournit une alimentation bipolaire à une charge déséquilibrée avec un courant allant jusqu'à 10 ampères de chaque tension (positive et négative). En d'autres termes, s'il y a une charge avec une consommation de courant de 10 ampères dans le circuit positif et de 0,1 ampère dans le circuit négatif, les tensions positive et négative ne différeront pas de plus de 0,01 volt.

Le réglage de la tension de sortie bipolaire s'effectue sur le bloc d'alimentation unipolaire lui-même. Par conséquent, si votre alimentation ne dispose pas de ce réglage, alors la tension de sortie ne sera pas régulée non plus.

Le diviseur de tension unipolaire présenté a été testé avec une alimentation universelle stabilisée précédemment développée par moi. Il a montré d'excellentes propriétés. Étant donné que mon alimentation fournissait jusqu'à 26 volts, les tensions de sortie variaient de 3 à + - 12,3 volts. Après avoir connecté des tours supplémentaires de l'enroulement secondaire transformateur de puissance dans le circuit d'une alimentation universelle stabilisée jusqu'à une tension de sortie stabilisée de 32 volts, les tensions de sortie du diviseur variaient de 3 à + - 15,2 volts. Le système de surcharge automatique fonctionne également de manière fiable.

;L'appareil dispose d'un circuit adaptatif pour surveiller et ajuster l'égalité des tensions de sortie, indépendamment du changement possible de leur amplitude et de leur charge.

Le schéma de principe est représenté sur la figure.

Fonctionnement d'un diviseur de tension unipolaire

L'amplificateur opérationnel DA1 mesure la différence de tension au point médian du diviseur de tension R1 - R2, R3 avec la tension sur le "boîtier" et répond à leur différence en augmentant ou en diminuant la tension de sortie.

Lorsque l'alimentation est appliquée à l'appareil, les condensateurs C1 et C2 sont chargés le long du chemin «+» de la source d'alimentation, condensateur C1, condensateur C2, «-» de la source d'alimentation. Ainsi, chaque condensateur sera chargé avec la moitié de la tension d'entrée. Ces tensions seront à la sortie de l'appareil. Mais cela sera observé avec une charge équilibrée.

Considérons le cas où une charge déséquilibrée est connectée à l'appareil - par exemple, la résistance de charge dans le circuit de tension de sortie positive est bien inférieure à la résistance de charge connectée au circuit de tension de sortie négative. Puisqu'un circuit de charge est connecté en parallèle avec le condensateur C1 - diode VD1 et une faible résistance de charge, la charge du condensateur C2 passera non seulement par C1, mais également par un circuit parallèle - diode VD1, faible résistance de charge. Cela entraînera la charge de C2 avec plus de tension que C1, ce qui entraînera une tension de sortie positive inférieure à la négative. Sur le boîtier de l'appareil, la tension augmentera en potentiel par rapport au point médian des résistances R1 - R2, R3, où le potentiel est égal à la moitié de la tension d'entrée. Cela conduira à l'apparition d'une tension négative en sortie de l'amplificateur opérationnel par rapport au boîtier de l'appareil. Et plus la différence de potentiel à l'entrée de l'amplificateur opérationnel est grande, plus la tension négative est élevée. À la suite d'une tension négative à la sortie de l'ampli-op, les transistors VT3 et VT4 s'ouvriront et, comme le circuit "diode VD1, faible résistance de charge" dans le circuit positif, créeront un effet de shunt sur le condensateur C2 dans le circuit négatif. Cela équilibrera à son tour les courants dans les circuits positifs et négatifs et égalisera les tensions de sortie. En cas de déséquilibre de la charge de l'appareil dans le sens de la tension négative, les transistors VT1 et VT2 s'ouvrent.

Ainsi, grâce au circuit de commande automatique du potentiel "zéro", celui-ci est équilibré dans "l'état moyen" entre le plus et le moins de l'alimentation.

Détails.

En tant qu'amplificateur opérationnel, vous pouvez utiliser les microcircuits K140UD6, K140UD7, K140UD601, K140UD701.

Résistances R8 - R15 - pour égaliser les courants d'émetteur des transistors et limiter leurs surtensions aux moments de commutation.

Les diodes VD1 et VD2 sont conçues pour empêcher le shunt des circuits de charge par les transistors de l'appareil.

Les transistors sont montés sur des dissipateurs thermiques de taille suffisante. Les dissipateurs thermiques ne sont dimensionnés qu'en fonction du déséquilibre de la charge. Plus il y a de déséquilibre, plus la surface des radiateurs est grande.

Mise en place d'un diviseur de tension unipolaire.

Droite circuit assemblé commence à fonctionner immédiatement. La résistance R3 est conçue pour régler l'égalité des tensions bipolaires de sortie. Il est plus pratique de le configurer sur un oscilloscope à deux faisceaux en connectant les sorties bipolaires de l'appareil aux entrées de l'oscilloscope et en activant le mode de soustraction mutuelle des signaux. La rotation de la fente du potentiomètre définit la soustraction maximale des signaux. En cas d'apparition de "battements" de la tension de sortie à la suite d'une excitation et d'une auto-génération, il est nécessaire de réduire la valeur de la résistance R5, tout en augmentant la rétroaction négative.

Le microcircuit K140UD7 est limité en alimentation à 15 volts dans «l'épaule», par conséquent, afin d'obtenir des tensions de sortie élevées, il est nécessaire de connecter l'alimentation aux broches 4 et 7 via des diodes zener «supplémentaires», mais le niveau inférieur de les tensions de sortie augmenteront également.

Ce microcircuit offre la possibilité d'ajuster l'équilibre du zéro à l'aide d'un potentiomètre externe. Lorsque la tension d'alimentation change, elle doit être régulée, nous ne l'utilisons donc pas dans notre circuit.

En raison de la solution non standard, le dispositif conçu pour obtenir une tension bipolaire à partir d'unipolaire est unique. En termes de simplicité et de fiabilité du schéma, c'est le plus La meilleure façon recevoir une alimentation bipolaire.