¿Este regulador negativo realmente pretende ser un regulador positivo invertido?

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Proyecto: haga una fuente de alimentación que pueda reemplazar la fuente de CA de 240 V que se muestra, para que no me muera al jugar con la placa a la que se conecta .

Solo me interesa la parte dentro del cuadro amarillo; la salida de + 40V va a la sección del amplificador de potencia con la que no estoy trabajando.

Esquema de fuente de alimentación

Así que salí y compré un 7812 y 7815, pero luego me confundí debido al consenso general de que no debería usar un 7815 con pines de salida invertidos como regulador de voltaje negativo, pero parece que eso es lo que están haciendo aquí. .

He pedido un 7915, pero mi pregunta:

  • (a) ¿Este circuito está haciendo algo inteligente al conectar la salida positiva del 7815 a tierra y usar su salida como -15V?
  • (b) ¿Este circuito está haciendo algo extraño, y debería usar el 7915 para obtener -15V como los dioses pretendían
  • (c) es imposible saberlo, necesita más información

Tenga en cuenta que estoy obteniendo ± 30V DC de un circuito de preamplificador en este proyecto, que es más alto de lo que estaría en la entrada en este esquema, pero está dentro de la tolerancia para el 7812/7815/7915.

Mi esquema, usando un 7915:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Versión con 7815 'invertido':

esquemático

simular este circuito

power-supply dc-dc-converter buildsucceeded
fuente
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Solo tuve que leer la primera parte para dar un voto positivo. Esta es una gran pregunta, y comprender por qué el primer diseño funciona es un gran paso para una mejor comprensión del voltaje y el flujo de corriente.
tubería
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Su última imagen conecta el pin negativo del suministro a la entrada del 7815 en lugar del positivo que no puede ser correcto. También tiene la base del 7815 solo conectada a la salida en lugar de ser común tanto a la entrada como a la salida y eso tampoco puede ser correcto.
David Schwartz
@DavidSchwartz, ¿quiere decir que es una solución incorrecta o una ilustración incorrecta de mi pregunta? Solo me gustaría corregirlo si contiene errores más allá del alcance de la pregunta
compilación tuvo éxito el
@buildsucceeded Conectar una salida de alimentación negativa al terminal de entrada de un regulador de voltaje positivo o no usar el punto de tierra como punto común entre la entrada y la salida son errores no relacionados con su pregunta.
David Schwartz
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Como ya se discutió, en otras respuestas: el circuito en amarillo solo funciona porque el transformador aísla ambas partes. Su circuito previsto con el 7915 debería funcionar correctamente, siempre que no esté sobrecargando de manera efectiva su suministro de + / 30V existente. (También el encadenamiento de fuentes de alimentación de este tipo puede provocar que sus fuentes +12 y -15 permitan que el ruido regrese a su fuente de +/- 30 voltios, lo que puede ser problemático). Por último, es probable que necesite algunos disipadores de calor bastante significativos en estos reguladores, probablemente mucho más grandes que cualquier disipador de calor en el diseño original del circuito.
Kevin Cathcart

Respuestas:

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Lo que ha mostrado en el cuadro amarillo está bien, porque el secundario de 18 V que suministra el 7815 está completamente aislado de los otros rieles. Esto significa que la salida de 15 V está totalmente flotante y cualquier terminal puede conectarse a tierra.

Si desea usar un transformador de derivación central (con algunos ahorros leves en hardware y caídas de diodos) que produce rieles no aislados, o los rieles no aislados de otro equipo, entonces necesita usar reguladores de la serie 79xx para rieles negativos

El 7815 invertido que ha dibujado no le proporcionará los -15 V que desea.

Neil_UK
fuente
¡Gracias por tu respuesta! ¿Puede expandirse un poco ya que soy un ultra nuevo: el 'abastecimiento secundario' al que se refiere es el de 18 VCA en el lado derecho del transformador principal?
buildsucceeded
Y en ese caso, dado que mi ± 30V no está flotando, ¿sería necesario el 7915 para mi circuito?
buildsucceeded
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@buildsucceeded pregunta actualizada para aclarar ambos puntos.
Neil_UK
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Su 7815 "invertido" (último esquema) es incorrecto, no puede funcionar.

Mira la primera foto, la foto. Observe cómo el suministro basado en 7815 está completamente separado del 7812, excepto por la conexión a tierra.

En su 7815 V2 esquemática (-30 V) está conectado erróneamente, debe no conectarse a tierra. Debe estar flotando con respecto al suelo. Cambie eso y su esquema será el mismo que en la foto.

Aunque la solución como en la foto parece extraña, está bien y funcionará igual que usar dos suministros de laboratorio para hacer +12 V y -15 V.

Bimpelrekkie
fuente
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Para agregar a la respuesta de Neil, es mejor pensar que el regulador lineal es una resistencia variable (o transistor si lo prefiere) entre terminales IN y OUT regulados por algún circuito "inteligente" en el interior. El terminal de tierra es (principalmente) solo una referencia, no un terminal de alimentación. Los flujos de corriente regulados siempre (tanto para el regulador positivo como el negativo) entre IN y OUT y el regulador pueden controlar la resistencia entre estos dos terminales solamente.

Si echa un vistazo a su último esquema, hay V2 que genera un voltaje fijo de 30 V entre los terminales de entrada y salida de U2, independientemente de la corriente a través del regulador. Redibujar el regulador como un transistor + amplificador de error puede ayudar, ver más abajo. Su fuente está conectada entre IN y OUT mientras la carga está entre OUT y GND, por lo que necesitaría una corriente de carga que fluya entre los terminales IN y GND para que todo funcione.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Por el contrario, la situación en el cuadro amarillo es diferente. La fuente de voltaje (devanado secundario + rectificador) está conectada entre los terminales IN y GND y la carga está conectada a OUT y GND. Es decir, la corriente de la fuente a la carga fluye a través de los terminales de entrada y salida del regulador y puede hacer su trabajo controlando esta corriente.

Martín
fuente
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¡Ya estás complicando esto bastante!

¡Recuerde que el voltaje es relativo! ¡Convierta ese -15 en 0 y el gnd en 15V y el +12 en 27V y vea si tiene sentido! Lo que realmente tiene son dos reguladores de voltaje apilados. El 7812 está utilizando la salida del 7815 como referencia de voltaje para su tierra, lo que aumenta la salida en 15 voltajes. Al tratar el "tap" del medio como el suelo, puede obtener lo que parece ser un giro + y - y un raíl negativo ... pero tenga en cuenta que realmente está flotando, por lo que no hay suelo, es solo que ha eligió un punto de referencia para que se mueva y, por lo tanto, cualquier cosa debajo de él será negativa y cualquier cosa al respecto será positiva.

Si elige el -15V como tierra, entonces tendría 0V, 15V y 27V como dije antes y simplemente ha diseñado su circuito de esa manera. Por supuesto, su circuito tendrá que invertirse para manejar la corriente invertida que atraviesa en él, pero al final todo será igual.

Los dos reguladores son exactamente el mismo circuito. Pero sin esa conexión, ¡ambos están flotando! (y simplemente tiene 12 y 15 voltajes a través de las salidas. Al conectar el "riel de tierra" (que no es 0V, es solo un punto de referencia) del superior al "riel de potencia" del inferior, entonces simplemente acopla ellos, pero toda la combinación sigue flotando.

Creo que si lo miras un poco y te das cuenta de que no es complicado y que el voltaje es relativo, verás lo que quiero decir. Retire esa pata de acoplamiento y luego piense en ello, si todavía tiene problemas.

Stretto
fuente
Sin embargo, si hiciera esto, tendría que cambiar todo el circuito que está destinado a alimentar, ¿no?
buildsucceeded
@buildsucceeded No estoy seguro de qué cambio está hablando. Si quiere decir cambiar -15V a 0V, entonces no. De nuevo, el voltaje es relativo. -15V realmente significa que está 15V por debajo de la tierra referenciada, en la cual la tierra se considera "0V". Recuerde, el voltaje siempre está entre dos puntos. Tener un voltaje negativo no es nada especial. No tiene sentido. En algunos casos, el diseño lo limita de una manera que no puede cambiar la forma en que funcionan las cosas, pero en este caso, ya que todo está flotando, podemos hacerlo.
Stretto
Sin embargo, esto parece ir en contra de las dos respuestas principales. ¿Puedes explicar porque? Creo que en el circuito original los dos circuitos reguladores flotan debido al transformador, pero en mi aplicación los estoy alimentando con CC para que no floten.
buildsucceeded
El punto principal del uso de generadores de voltaje negativo es porque necesitamos una tierra verdadera que tenga una impedancia muy baja y que el circuito lo arregle. En este caso, la "tierra" de baja impedancia es el riel medio, pero si no tenemos un sistema flotante, entonces podría ser reparado y tendremos que crear un voltaje negativo, por lo que verá que algunos diseños usan voltaje negativo generadores
Stretto
Están flotando porque están conectados a un transformador. La forma en que funcionan los transformadores es aislar un sistema de otro convirtiendo el voltaje y la corriente en magnéticos y luego nuevamente. Una vez que tiene un sistema que está flotando, el voltaje es completamente relativo (y en realidad puede ser peligroso).
Stretto
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Usar un regulador de voltaje al revés no es totalmente infrecuente. Este artículo lo aborda en el contexto de una fuente de voltaje única: http://www.edn.com/design/power-management/4458675/Turn-negative-regulator--upside-down--to-create-bipolar- suministro desde una sola fuente

Su circuito en realidad no necesita tal solución porque hay dos devanados secundarios que podrían usarse para crear un suministro de +12 V y -15 V de la manera habitual, pero tal vez el fabricante de este circuito ya tenía en existencia reguladores 7812 y 7915 y no quería agregar otro tipo de componente.

Klaus Kaiser
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