如何通过24V SMPS产生+ -12V双电源

我正在尝试使用24V单SMPS为家用称重传感器变送器供电。我需要使+12、0和-12 V的电压达到50mA。我希望为运放和桥的多个通道供电。

我在印度没有太多的预算和可用的组件。

我有一个想法，要使用1个LM7812和1个LM7912（负）线性稳压器以及一个分压器设置来按照以下电路进行操作。

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

这行得通吗？我已经根据其他地方的建议和文章对其进行了修改。

有人给我建议了另一个电路，但我担心运算放大器的当前功能。

^{模拟该电路}

这行得通吗？如果是，请建议合适的运算放大器。

还有其他技术可以经济地完成这项工作吗？

您的第一个想法根本行不通。

您的第二个想法会起作用，但是许多运算放大器的输出功率不会超过几个mA，这限制了电路可能从虚拟地汲取的电流。有可用的Power-OP-Amp可以提供高达几安培的电流，但是如果您无法使用一个，则可以使用PNP / NPN晶体管对来增加输出电流：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

运算放大器将负责稳定输出，使其与输入分压器设置的电压匹配。不过，正如Spehro在回答中指出的那样，要注意容性负载。

您最好使用两个12V电源，但如果您坚持要...

＃1不起作用。

＃2（鉴于您提供的信息非常有限）可能要求运算放大器耗散高达600mW的功率，而电容性负载可能会带来稳定性问题。有专用的铁路分离器芯片，它们非常重视稳定性，但它们不是豆形软糖部件，例如，TLE2426无法处理所涉及的耗散或电流。

我建议更像这样的东西（假设您有电源可以备用12V电源：

这使用了无处不在的TL431分流调节器，并通过通用PNP功率晶体管对其进行了升压。

这种组合就像是精密功率齐纳二极管。或仅使用如下的齐纳二极管。设置Vo = 12V。

然后使用此电路：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

请注意，如果将GND的负载过大，则+ V到GND的电压将增加到24V。通常这是可以接受的，但要注意电容器的额定电压等等。您可以在R1两端增加一个较高的稳压二极管（例如14V），以作为预防措施。在正常情况下，R1的耗散小于1W，但如果从+ V到GND的电流为50mA，并且没有相应的电流从GND到-V，则齐纳二极管的耗散可能高达1.3W。

例如，您可以串联使用两个6.2V 1W齐纳二极管。保持引线短，将其连接到某些PCB区域，并使其分开，以使它们冷却。

考虑到您希望尽可能降低功耗，并且我意识到这种常见问题很少通过这种方式解决。我只是出于乐趣而想出了一种自激式开关解决方案。

与任何切换器一样，必须考虑单音发射/纹波（这些值约为20kHz）。但是，如果有很大的接地电流，我会怀疑您的效率会更高（具有单独振荡器的更正式的切换器可以提高效率，并且可以使用单个电感器，但这会需要更多的零件）。

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

基本上，它是张弛振荡器，它调制通过L1的平均电流，使其围绕所需的接地电流振荡。M1和M2的接通和关断速度相对较快（某些加速电容器将有助于提高效率），C12提供正反馈，因此运算放大器/比较器在超过阈值时就会饱和（否则，负载将使振荡器衰减并成为线性稳压器代替）。

L3，C10和C11可以滤除波纹并将振荡与负载隔离开，从而避免对其进行过多的阻尼。C10和C11还充当稳压器的输入电容。L1和L2中多余的能量将返回到所需的轨道并存储在其中。M1和M2源漏二极管在该设计中导通。

选择R3，R4，R5和R6，以便在没有接地电流时将M1和M2保持在阈值以下。不幸的是，这也降低了振荡器环路的总增益。

我没有对此设计的所有含义进行过仔细的分析（特别是因为它是自激的），因此在负载变化方面考虑整体稳定性可能是一个问题。

我认为没有用于此类配置的IC，这会不必要地增加零件数和设计约束。我唯一知道的是DDR存储器终端稳压器，但这些稳压器旨在在非常低的电压下工作。

监管机构将无法运作。您为它们分配了零压降，并且接地阻抗过大。

运算放大器是更好的选择，但是这完全取决于您流过地面的电流量。如果电流足够低，则可以使用带有两个并联电容器的电阻分压器，如果电流很高，则需要庞大的运算放大器。

您还有更多选择：

1. 您可以使用两个带有串联电阻的齐纳二极管来降低接地阻抗
2. 您可以将AB类源极跟随器与几个电阻器和两个晶体管放在一起（基本上是运算放大器在做什么，但阻抗更高）
3. 如果您的接地电流方向明确且一致，则可以使用一个正或负12V稳压器，或者甚至在一个电源轨之外使用一个晶体管（确保放置一个旁路二极管）。

但是，无论您做什么，任何接地电流都会导致功率浪费（当然，除非您弄清楚如何设计接地开关稳压器）。

如果您的24 V电压调节良好，则可以使用7812创建一个中点并将其称为0伏电压轨。

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

仅当24 V电压与您所供电的电压无关时才有效，并且根据Edgar Brown的评论，像7812这样的正线性稳压器不能吸收电流。

我认为NJM4556A可以工作

您可以从负电压轨和正电压轨汲取电流，但两者之间的差异不得超过运算放大器的输出电流。

注意：我没有经验，建议您阅读以下文章

EEVBLOG-我的负电压轨不工作

有许多低成本的方法。但是切换方法可能会帮助您使用随处可见的最少组件。

您可以使用电路最少的反激式转换器：

编辑：主电路： 参考：的两条链路的混合（http://uzzors2k.4hv.org/index.phppage=flybacktransformerdrivers，https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter- 6）

组件清单：

• 齐纳二极管

• 555集成电路

• 莫斯费

• 环形，变压器可以用导线和环形磁芯制成

• 输出二极管

• 一些电容器

• 一些电阻

• 一些电线

优点：

• 您可以在输出中产生比第一个电压更大的任何电压

• 这些组件随处可见

• 您可以产生任何电压甚至隔离电压

• 您可以通过更改Mosfet并选择更大的环形线圈来增强功率。

主要参考文献：

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

此外，您需要一个12-15伏的齐纳二极管和一个555 IC（您的线圈馈电为24伏，但对于555，您应该使用一个齐纳二极管产生一个12伏的电源）。

在输出中，需要一个带电容器的二极管。链接：https：//wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter-6

它是使用中心抽头变压器和四个二极管的双极性全波整流器