Apakah regulator negatif ini benar-benar dimaksudkan sebagai regulator positif terbalik?

16

Proyek: buat catu daya yang dapat menggantikan catu daya 240V yang diperlihatkan, sehingga saya tidak mati saat bermain-main dengan papan yang terhubung .

Saya hanya tertarik pada bagian di dalam kotak kuning; output + 40V masuk ke bagian power amp yang saya tidak kerjakan.

Skema catu daya

Jadi saya keluar dan membeli 7812 dan 7815, tetapi kemudian saya menjadi bingung karena konsensus umum bahwa Anda tidak boleh menggunakan 7815 dengan pin output terbalik sebagai regulator tegangan negatif, tetapi sepertinya itulah yang mereka lakukan di sini .

Saya sudah memesan 7915, tetapi pertanyaan saya:

  • (a) Apakah sirkuit ini melakukan sesuatu yang cerdas dengan menghubungkan output positif 7815 ke ground dan menggunakan outputnya sebagai -15V?
  • (B) Apakah sirkuit ini melakukan sesuatu yang aneh, dan saya harus menggunakan 7915 untuk sumber -15V seperti yang dimaksudkan para dewa
  • (c) tidak mungkin dikatakan, perlu info lebih lanjut

Perhatikan bahwa saya mendapatkan ± 30V DC dari rangkaian preamp dalam proyek ini, yang lebih tinggi dari apa yang akan di input dalam skema ini tetapi dalam toleransi untuk 7812/7815/7915.

Skema saya, menggunakan 7915:

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

Versi dengan 'terbalik' 7815:

skema

mensimulasikan rangkaian ini

power-supply dc-dc-converter buildsucceeded
sumber
6
Saya hanya perlu membaca bagian pertama untuk memberikan suara positif. Ini adalah pertanyaan yang bagus, dan memahami mengapa desain pertama bekerja adalah langkah besar menuju pemahaman yang lebih besar tentang tegangan dan aliran arus.
pipa
2
Gambar terakhir Anda menghubungkan pin negatif dari persediaan ke input 7815 daripada yang positif yang tidak benar. Ini juga memiliki dasar 7815 yang hanya terhubung ke output daripada yang umum untuk input dan output dan itu juga tidak benar.
David Schwartz
@ DavidSchwartz maksud Anda ini solusi yang salah atau ilustrasi yang salah dari pertanyaan saya? Saya hanya ingin memperbaikinya jika mengandung kesalahan di luar cakupan pertanyaan
buildsucceeded
@buildsucceeded Menghubungkan output pasokan negatif ke terminal input dari regulator tegangan positif atau tidak menggunakan titik arde karena titik umum antara input dan output adalah kesalahan yang tidak terkait dengan pertanyaan Anda.
David Schwartz
2
Seperti yang sudah dibahas, pada jawaban lain: sirkuit berwarna kuning hanya berfungsi karena transformator mengisolasi kedua bagian. Sirkuit yang Anda maksudkan menggunakan 7915 harus bekerja dengan benar, asalkan tidak secara efektif kelebihan pasokan + + 30V yang ada. (Juga merantai catu daya seperti itu dapat menyebabkan catu +12 dan -15 Anda memungkinkan kebisingan untuk kembali ke catu daya +/- 30 volt Anda, yang mungkin bermasalah.) Terakhir, Anda mungkin memerlukan beberapa unit pendingin yang cukup signifikan untuk menyala regulator ini, kemungkinan jauh lebih besar daripada heat-sink dalam desain sirkuit asli.
Kevin Cathcart

Jawaban:

16

Apa yang Anda tunjukkan di kotak kuning adalah OK, karena 18 V sekunder yang mengambil sumber 7815 sepenuhnya terisolasi dari rel lainnya. Ini berarti output 15 V sepenuhnya mengambang, dan terminal apa pun dapat di-ground.

Jika Anda ingin menggunakan transformator yang disadap pusat (dengan sedikit penghematan pada perangkat keras dan tetes dioda) yang menghasilkan rel yang tidak terisolasi, atau rel yang tidak terisolasi dari peralatan lain, maka Anda perlu menggunakan regulator seri 79xx untuk rel negatif.

7815 terbalik yang telah Anda gambar tidak akan memberikan -15 V yang Anda inginkan.

Neil_UK
sumber
Terima kasih atas jawaban anda! Bisakah Anda memperluas sedikit karena saya seorang yang sangat newb: 'sumber sekunder' yang Anda maksud adalah 18VAC di sisi kanan transformator utama?
buildsucceeded
Dan dalam hal ini, karena ± 30V saya tidak mengambang, 7915 akan diperlukan untuk rangkaian saya?
buildsucceeded
1
@buildsucceeded pertanyaan diperbarui untuk memperjelas kedua poin.
Neil_UK
8

"Terbalik" 7815 Anda (skematik terakhir) salah, tidak bisa.

Lihatlah gambar 1, foto. Perhatikan bagaimana suplai berbasis 7815 benar-benar terpisah dari suplai 7812 kecuali untuk koneksi ground.

Dalam 7815 Anda skematis V2 (-30 V) salah terhubung, seharusnya tidak terhubung ke ground. Itu harus mengambang sehubungan dengan tanah. Ubah itu dan skema Anda akan sama dengan di foto.

Meskipun solusinya seperti pada foto terlihat aneh, itu OK dan akan bekerja seperti menggunakan dua persediaan lab untuk membuat +12 V dan -15 V.

Bimpelrekkie
sumber
4

Untuk menambah jawaban Neil, yang terbaik adalah berpikir regulator linier sebagai variabel resistor (atau transistor jika Anda suka) antara terminal IN dan OUT yang diatur oleh beberapa sirkuit "pintar" di dalamnya. Terminal ground (kebanyakan) hanya referensi, bukan terminal daya. Aliran arus yang diatur selalu (untuk regulator positif dan negatif) antara IN dan OUT dan regulator dapat mengontrol resistansi antara kedua terminal saja.

Jika Anda melihat pada skema terakhir Anda, ada V2 menghasilkan tegangan tetap 30 V antara terminal In dan OUT U2 terlepas dari arus melalui regulator. Menggambarkan ulang regulator sebagai transistor + penguat kesalahan mungkin membantu, lihat di bawah. Sumber Anda terhubung antara IN dan OUT saat memuat antara OUT dan GND, jadi Anda perlu memuat arus yang mengalir antara terminal IN dan GND untuk membuat semuanya berfungsi.

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

Sebaliknya, situasi di kotak kuning berbeda. Sumber tegangan (belitan sekunder + penyearah) terhubung antara terminal IN dan GND dan beban terhubung ke OUT dan GND. Artinya, arus dari sumber ke beban mengalir melalui terminal masuk dan keluar regulator dan dapat melakukan tugasnya dengan mengendalikan arus ini.

Martin
sumber
1

Anda terlalu menyulitkan ini sedikit!

Ingat tegangan itu relatif! Ubah -15 ke 0 dan gnd ke 15V dan +12 ke 27V dan lihat apakah masuk akal! Yang benar-benar Anda miliki adalah dua regulator tegangan bertumpuk. 7812 menggunakan output 7815 sebagai referensi tegangan untuk ground-nya yang meningkatkan output sebesar 15 volt. Dengan memperlakukan "ketuk" tengah sebagai tanah, Anda bisa mendapatkan apa yang tampaknya menjadi + dan - ayunan dan rel negatif ... tetapi perhatikan bahwa semuanya benar-benar mengambang sehingga tidak ada tanah, hanya saja Anda telah memilih titik referensi sebagai landasan dan segala sesuatu di bawahnya akan negatif dan segala sesuatu tentangnya akan positif.

Jika Anda memilih -15V sebagai ground, maka Anda akan memiliki 0V, 15V dan 27V seperti yang saya katakan sebelumnya dan Anda cukup mendesain sirkuit Anda seperti itu. Tentu saja, sirkuit Anda harus dibalik untuk menangani arus balik yang Anda lewati, tetapi pada akhirnya semuanya akan sama.

Kedua regulator persis sirkuit yang sama. Tapi tanpa koneksi itu, keduanya mengambang! (dan hanya memiliki tegangan 12 dan 15 di seluruh output. Dengan menghubungkan "ground rail" (yang bukan 0V, itu hanya titik referensi) yang paling atas ke "power rail" yang lebih rendah Anda kemudian hanya beberapa mereka, tetapi seluruh kombinasi masih mengambang.

Saya pikir jika Anda hanya menatapnya sedikit dan menyadari itu tidak rumit dan tegangan itu relatif, Anda akan melihat apa yang saya maksud. Lepaskan kaki sambungan itu dan kemudian pikirkan, jika Anda masih mengalami masalah.

Stretto
sumber
Namun, jika saya melakukan ini, saya harus mengubah seluruh rangkaian yang dimaksudkan untuk memberi daya, bukan?
buildsucceeded
@buildsucceeded Tidak yakin perubahan apa yang Anda bicarakan. Jika Anda bermaksud mengubah -15V ke 0V, maka tidak. Sekali lagi, tegangan itu relatif. -15V benar-benar berarti 15V di bawah tanah yang direferensikan, di mana tanah dianggap "0V". Ingat, tegangan selalu di antara dua titik. Tegangan negatif bukanlah hal yang istimewa. Tidak ada artinya. Dalam beberapa kasus, desain membatasi Anda dalam beberapa cara yang Anda tidak dapat mengubah cara kerja tetapi dalam kasus ini, karena semuanya mengambang, kami bisa.
Stretto
Namun, ini tampaknya bertentangan dengan dua jawaban teratas. Bisakah Anda jelaskan mengapa? Saya berpikir bahwa di sirkuit asli dua rangkaian regulator mengapung karena transformator, tetapi dalam aplikasi saya, saya memberi mereka makan DC sehingga mereka tidak akan mengambang.
buildsucceeded
Poin utama menggunakan generator tegangan negatif adalah karena kita membutuhkan ground yang benar yang memiliki impedansi sangat rendah dan ini diperbaiki oleh rangkaian. Dalam kasus ini, "ground" impedansi rendah adalah rel tengah tetapi jika kita tidak memiliki sistem apung, maka itu mungkin diperbaiki dan kita harus benar-benar membuat tegangan negatif, itulah sebabnya Anda melihat beberapa desain menggunakan tegangan negatif generator.
Stretto
Mereka mengambang karena mereka terhubung ke transformator. Cara kerja transformator adalah mengisolasi satu sistem dari yang lain dengan mengubah tegangan dan arus menjadi magnet kemudian kembali lagi. Setelah Anda memiliki sistem yang mengambang, voltase benar-benar relatif (dan itu sebenarnya bisa berbahaya).
Stretto
0

Menggunakan pengatur tegangan terbalik tidak sepenuhnya biasa. Artikel ini membahasnya dalam konteks sumber tegangan tunggal: http://www.edn.com/design/power-management/4458675/Turn-negative-regulator--upside-down--to-create-bipolar- pasokan-dari-sumber tunggal

Sirkuit Anda sebenarnya tidak memerlukan solusi seperti itu karena ada dua gulungan sekunder yang dapat digunakan untuk membuat pasokan + 12V dan -15V dengan cara biasa, tetapi mungkin pabrikan sirkuit ini memiliki 7812 dan 7915 regulator yang sudah tersedia dan tidak ingin menambahkan tipe komponen lain.

Klaus Kaiser
sumber