двухполярное питание что это
Двухполярное питание из однополярного источника напряжения
Как сделать двухполярное питание из однополярного источника: трансформатор с одной вторичной обмоткой
Двухполярное питание из однополярного. Хотел бы в этой статье рассказать как я сделал двухполярное питания используя при этом однополярное. Не так давно я для собственных нужд собрал пару усилителей мощности на микросхеме TDA7294, далее для них нужно было подогнать импульсник с двухполярным питанием.
Но зато у меня хранились на всякий случай пара мощных трансов, каждый только с одной вторичной обмоткой, и причем на разные напряжения. Вообщето у меня была своя задумка как выйти из этого положения исходя из наличия имеющихся деталей. Поэтому поискав в Интернете дополнительную информацию я начал делать схему, с помощью которой можно было бы с одной вторичной обмотки снять напряжение имеющее две разные полярности.
Конечно в устройстве, которое способно обеспечить двухполярное питание из однополярного, ничего сложного нет, но я думаю для начинающих радиолюбителей он будет полезна:
Необходимые электронные компоненты:
| ОБОЗНАЧЕНИЕ | ТИП | НОМИНАЛ | КОЛИЧЕСТВО | КОММЕНТАРИЙ |
| VDS1,VDS2 | Выпрямительный диодный мост | Любой на нужное напряжение и ток | 2 | Распространенные KBU-610, KBU-810 |
| C1,C5 | Электролит | 4700 мкФ 50В | 2 | |
| C2,C6 | Конденсатор неполярный | 100 нФ | 2 | Пленка или керамика |
| C3,C4 | Электролит | 470 мкФ 100В | 2 |
Предложенная в этой публикации схема электронного устройства для конвертирования двухполярного питания из однополярного работает только с переменным входным напряжением, входной постоянный ток для нее не приемлем. Принцип работы этого модуля заключается в том, чтобы получить от одной вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение с двумя полярными значениями.
Диоды для выпрямителя выбирайте такие, чтобы выдерживали ток в 2,5 больше, чем максимальный ток потребления усилителя или любого другого устройства куда вы намерены его ставить. В моем распоряжении оказались плоские мостовые выпрямители KBL рассчитанные на ток 15А и напряжение 400V. Вот как на фото ниже:
Это конечно очень жирно, на этот усилитель ставить такие мощные мосты, но для проверки работоспособности аппарата пришлось ставить их. В дальнейшем я их конечно заменю, например, на 4 амперные RBA401У с напряжением 100v, такие мосты свободно обеспечат корректную работу усилителя. Вообщето сейчас выбор мостов большой, не только по электрическим параметрам, но и по типу корпуса.
В случае применения вами данного модуля на устройствах требующих напряжения питания больше 50v, тогда нужно будет установить электролиты C1 и C5 с напряжением соответствующему рабочему напряжению устройства, ну разумеется с запасом. Если у вас не под рукой емкостей с номиналом, который указан на схеме, то можно поставить четыре кондера по 2200µF, соединив параллельно по два в каждое плечо.
Конденсаторы C2,C6 можно ставить пленочные или керамические, отлично подходят высоковольтные конденсаторы с полипропиленовым диэлектриком, которые можно извлечь из ненужных блоков питания применяющихся в компьютере.
В качестве силового источника питания я использовал тороидальный трансформатор, имеющий только одну выходную обмотку с напряжением 30v и потребляемой мощностью мощностью немного больше 55V·A. В итоге, на концах выходной цепи выпрямителя получилось ±43v постоянного напряжения.
Во время тестирования усилителя я его нагрузил по полной, и мощность в нагрузке составила, где то 38W при падении напряжения 24v на максимальной мощности. Но в таком слишком большом падение, ясное дело, виноват маломощный трансформатор. Электронные компоненты установленные на печатной плате были абсолютно холодными.
В заключение хочу сказать, что такое устройство отлично работает, никаких нареканий к нему нет.
Тема: Чем двухполярное питание лучше (кроме цены)?
Опции темы
Курить мало, надо учиться.В том числе и говорить и писать правильно.
Чой та вдвое? Энергию что так, что эдак запасать надо одинаковую. Или это как раз про выходной разделительный?
Ну и еще на самом деле много плюсов, которые новичку понять будет невозможно.
ИМХО логичнее добавлять от разделительного электролита на выходе УНЧ вне цепи ОООС.
Чой та вдвое? Энергию что так, что эдак запасать надо одинаковую. Или это как раз про выходной разделительный?
Ну и еще на самом деле много плюсов, которые новичку понять будет невозможно.
Для особо одарённых: E=C*U^2. Дальше сам считай.
Вот-вот, интернеты приблизительно так и объясняют преимущества. Или так:
Да просто дайте пруф, только не массовых производителей, которые в угоду себестоимости расхваливают свою двухполярку
Уважаемые, это раздел «для начинающих» или для «охеревших дедов штоп над духами глумиться»?
Можно же написать, например, начинающий, твоя ошибка в том, что в при двухполярном питании конденсаторы необходимо рассматривать, как последовательно соединенные, а не как самостоятельно работающие через 0, в этой связи емкости нужно, хотя и меньше вольтажом, но в два раза больше. Это так?
Кроме того, наталкивался где-то в своих поисках по сети (не могу вот найти ссыль), что двухполярные УНЧ в некоторых случаях убивают АС без защит, от чего однополярные избавлены. Как-то не улыбается пятнадцатидюймовики жечь
Странная у тебя логика и манера общения.
Сперва сомневаешься в подсказках от опытных людей, показывая свое превосходство.
А после обвиняешь всех, что тебе не уделили должного внимания.
в том что этого разделительного электролита нет, потому что он тоже вносит искажения.
«офигевшие деды» вон в фильтрах АС ставят дорогучие кондеры, потому что разница в звуке от кондеров есть.
а еще в усилителях ставят сервоинтеграторы что бы избавиться от входного разделительного конденсатора и конденсатора в цепи ооос. и это не из-за экономии, а из-за того что бы этих кондеров не было
adryan, Правильно заданный вопрос обычно несёт в себе половину ответа. Вопрос на уровне чем армяне лучше, чем грузины, предполагает соответствующий ответ. Если интересует сохранность динамиков, то существует масса схем защит, с разными уровнями надёжности.
Странная у тебя логика и манера общения.
Сперва сомневаешься в подсказках от опытных людей, показывая свое превосходство.
А после обвиняешь всех, что тебе не уделили должного внимания.
Каким образом мне убедиться в опытности этих анонимов? Мне один опытный (не аноним) аудиофил с сорокалетним стажем посоветовал в ЗЯ к НЧ голове присовокупить широкополосник с открытой корзиной. Я сдуру даже дырки под них выпилил, пока понял, что он идиот. Как этот опытный свою акустику продает мне неведомо. Опытные, блин.
Дядя, мне 47, и я прочел учебники по двум высшим. Когда мне на профильных или профессиональных форумах начинающие задают вопросы, я не быкую, не занимаюсь самолюбованием и не предлагаю почитать учебники. Ты, видимо, другой
А нельзя вопрос вот так ставить.
При такой постановке вопроса возможен только срач.
Ты же сюда пришел за советом. Или я не прав?!
Если это так, то значит ты менее опытен, чем те анонимы.
прям так и сказал что надо ШП и НЧ в общий объем поставить, или сказал что в общий корпус?
установка в общий корпус не предполагает, что в общий объем.
.
по поводу влияния конденсаторов на звук, проблема может стать очевидной лишь в системе которая по качеству выше какого-то определенного уровня.
поэтому в явной форме этот аспект не оговаривается конкретно в каких-либо учебниках.
Дуглас Селф в своей книге исследовал вопрос преимуществ и недостатков схем с однополярным питанием.
и пришел там к выводу что однополярное даже лучше в некоторых аспектах, например, в защите АС от постоянки, а искажения от разделительных конденсаторов очень малы.
Тема: Чем двухполярное питание лучше (кроме цены)?
Опции темы
Курить мало, надо учиться.В том числе и говорить и писать правильно.
Чой та вдвое? Энергию что так, что эдак запасать надо одинаковую. Или это как раз про выходной разделительный?
Ну и еще на самом деле много плюсов, которые новичку понять будет невозможно.
ИМХО логичнее добавлять от разделительного электролита на выходе УНЧ вне цепи ОООС.
Чой та вдвое? Энергию что так, что эдак запасать надо одинаковую. Или это как раз про выходной разделительный?
Ну и еще на самом деле много плюсов, которые новичку понять будет невозможно.
Для особо одарённых: E=C*U^2. Дальше сам считай.
Вот-вот, интернеты приблизительно так и объясняют преимущества. Или так:
Да просто дайте пруф, только не массовых производителей, которые в угоду себестоимости расхваливают свою двухполярку
Уважаемые, это раздел «для начинающих» или для «охеревших дедов штоп над духами глумиться»?
Можно же написать, например, начинающий, твоя ошибка в том, что в при двухполярном питании конденсаторы необходимо рассматривать, как последовательно соединенные, а не как самостоятельно работающие через 0, в этой связи емкости нужно, хотя и меньше вольтажом, но в два раза больше. Это так?
Кроме того, наталкивался где-то в своих поисках по сети (не могу вот найти ссыль), что двухполярные УНЧ в некоторых случаях убивают АС без защит, от чего однополярные избавлены. Как-то не улыбается пятнадцатидюймовики жечь
Странная у тебя логика и манера общения.
Сперва сомневаешься в подсказках от опытных людей, показывая свое превосходство.
А после обвиняешь всех, что тебе не уделили должного внимания.
в том что этого разделительного электролита нет, потому что он тоже вносит искажения.
«офигевшие деды» вон в фильтрах АС ставят дорогучие кондеры, потому что разница в звуке от кондеров есть.
а еще в усилителях ставят сервоинтеграторы что бы избавиться от входного разделительного конденсатора и конденсатора в цепи ооос. и это не из-за экономии, а из-за того что бы этих кондеров не было
adryan, Правильно заданный вопрос обычно несёт в себе половину ответа. Вопрос на уровне чем армяне лучше, чем грузины, предполагает соответствующий ответ. Если интересует сохранность динамиков, то существует масса схем защит, с разными уровнями надёжности.
Странная у тебя логика и манера общения.
Сперва сомневаешься в подсказках от опытных людей, показывая свое превосходство.
А после обвиняешь всех, что тебе не уделили должного внимания.
Каким образом мне убедиться в опытности этих анонимов? Мне один опытный (не аноним) аудиофил с сорокалетним стажем посоветовал в ЗЯ к НЧ голове присовокупить широкополосник с открытой корзиной. Я сдуру даже дырки под них выпилил, пока понял, что он идиот. Как этот опытный свою акустику продает мне неведомо. Опытные, блин.
Дядя, мне 47, и я прочел учебники по двум высшим. Когда мне на профильных или профессиональных форумах начинающие задают вопросы, я не быкую, не занимаюсь самолюбованием и не предлагаю почитать учебники. Ты, видимо, другой
А нельзя вопрос вот так ставить.
При такой постановке вопроса возможен только срач.
Ты же сюда пришел за советом. Или я не прав?!
Если это так, то значит ты менее опытен, чем те анонимы.
прям так и сказал что надо ШП и НЧ в общий объем поставить, или сказал что в общий корпус?
установка в общий корпус не предполагает, что в общий объем.
.
по поводу влияния конденсаторов на звук, проблема может стать очевидной лишь в системе которая по качеству выше какого-то определенного уровня.
поэтому в явной форме этот аспект не оговаривается конкретно в каких-либо учебниках.
Дуглас Селф в своей книге исследовал вопрос преимуществ и недостатков схем с однополярным питанием.
и пришел там к выводу что однополярное даже лучше в некоторых аспектах, например, в защите АС от постоянки, а искажения от разделительных конденсаторов очень малы.
Двуполярное питание от одной обмотки трансформатора.
Как получить разнополярные напряжения от однополярного источника или
трансформатора с одной вторичной обмоткой.
«Wireless World» (Англия), 1980, №8
Радио №7, 1982 г.
Рис.1 Двуполярное питание от одной обмотки на двух мостах
Уменьшить количество разделительных конденсаторов до 1 шт. можно воспользовавшись следующей схемой. 
Рис.2 Схема выпрямителя с формированием двуполярного выходного напряжения
Выходное напряжение трансформатора выбирается исходя из требуемых напряжений, а рабочие напряжения разделительных конденсаторов должны выдерживать вдвое большие величины, чем пиковые значения выпрямленного переменного напряжения.
Теперь можно забыть про разделительные конденсаторы и перейти к схеме, представленной на Рис.3.
Недостатком схемы является необходимость применения электролитов ёмкостями в два раза большими, чем в аналогичных выпрямителях, выполненных по двухполупериодной схеме.
Рис.3 Двуполярное питание от одной обмотки на однополупериодных выпрямителях
Радикально снизить ёмкости сглаживающих конденсаторов можно включив в схему пару интегральных стабилизаторов напряжения. С примером такой реализации можно ознакомиться на Рис.4.
Рис.4 Двуполярное питание от одной обмотки на однополупериодных выпрямителях и
интегральных стабилизаторах
Рис.5 Двуполярное питание с узлом формирования искусственной земли
Все представленные формирователи, кроме последнего, подразумевают переделку существующего блока однополярного питания и не позволяют получать разнополярные напряжения от гальванических элементов или аккумуляторов.
Как быть, если нужен плюс-минус от батарейки или готового БП без его переделки рассмотрим на следующей странице.
Термины: Источник питания 2-полярный. Качество технического решения блока питания измерительной системы
По своей электрической эквивалентной схеме 2-полярный источник питания аналогичен дифференциальному выходу напряжения.
В практическом случае при образовании 2-полярного источника питания из 1-полярных следует учитывать, что не каждые блоки питания поддерживают последовательные соединения выходов, и не для каждых блоков питания будет корректно использовать любую его выходную цепь в качестве, возможно, заземлённой цепи общего провода. Эти особенности связаны не только с требованиями к изолированности выходов блоков питания, соединяемых последовательно, но и с требованиями изоляции выхода относительно его собственной цепи «корпус», а также к симметричному устройству цепей помехоподавляющих фильтров по отношению к обоим полюсам его выхода (ниже мы рассмотрели один из показательных примеров на эту тему). Естественно, применяя готовые 1-полярные блоки питания нужно, прежде всего, руководствоваться сведениями из их документации о возможности образования последовательного соединения их выходов при параллельном соединении их входов.
Качество технического решения блока питания измерительной системы.
Типично двуполярные схемы питания используются для питания аналоговых трактов, предусилителей, располагающихся как внутри корпуса измерительного устройства, так и вне его. В последнем случае это может быть, например, выносной датчик, получающий двуполярное питание от измерительного устройства, и задача выбора качественного технического решения двуполярного блока питания (БП) для подобной задачи нередко возлагается на инженера-интегратора измерительной системы. Ниже мы попытаемся изложить основные аспекты этой непростой задачи, поскольку при ближайшем рассмотрении её электрофизического смысла, мы непременно сталкиваемся с вопросами электросовместимости устройств.
Рассмотрим типичный пример проблемного включения пары блоков питания Mean Well серии DR-45 в двуполярную схему включения выходов.
Блок-схемы этих БП скопированы из документации производителя [1].
Двуполярную схему включения выходов этих БП нельзя назвать корректной (использована блок-схема Mean Well DR-45, дважды скопированная из документации производителя [1], синим цветом показаны соединения в двуполярную схему). В блок-схеме Mean Well DR-45 цепь –V связана конденсатором фильтра с цепью защитного заземления FG, а +V – управляемый выход БП, что требует использовать цепь –V только в роли цепи общего провода в системе. Но в двуполярной схеме для БП с выходом отрицательного напряжения (нижний по приведённой схеме) это требование не соблюдается. Это может привести к повышенному шуму в канале обратной связи этого БП из-за того, что на DETECTION CIRCUIT этого БП будут влиять не только ток нагрузки, но и ток I1. Токи I1, I2 (показаны красным) – это перераспределённые переменные токи, вызванные практически всегда присутствующим переменным напряжением скоростных помех между FG (цепью защитного заземления) и V0 (общим проводом цепи нагрузки).
Вторая проблема некорректности такой схемы заключается в том, то цепь V0 в измерительных системах, как правило, относится к цепи сигнального заземления, которая должна быть связана с цепью защитного заземления (FG) не более, чем в одной точке ([2]). Но путь тока I2 (через конденсатор фильтра), а затем через выходное сопротивление нижнего по схеме БП, образует второй путь связи FG и V0 по переменному току высокой частоты, что, несомненно, внесёт высокочастотные помехи в измерительную систему.
Третья проблема (использования такого решения для питания аналоговых трактов измерительных устройств) заключается в том, что аналоговые тракты (высокочувствительные усилители) типично требуют электромагнитной независимости от внешних цепей. Иначе говоря, практически любой инородный путь тока, помимо собственных токов питания и токов передачи сигнала аналогового тракта, в той или иной степени, будет оказывать негативное влияние на аналоговый тракт. Примером такого негативного влияния может стать путь импульсных токов через собственную ёмкость гальваноразвязки БП, в данном случае, путь тока относительно клеммы защитного заземления (FG) через ёмкости фильтров БП. Этот ток, не относящийся ни к току питания аналогового тракта, ни к току передачи сигнала, будет носить характер инородного высокочастотного (в данном случае 100 кГц – частота преобразования Mean Well DR-45) сквозного тока по цепи общего провода аналогового тракта, что явно усложнит задачу качественных измерений на фоне столь негативного фактора влияния.
О четвёртой проблеме таких БП говорит сам их производитель [1]:
По сути, это означает, что этот БП в принципе не является законченным устройством с требуемыми для измерительных систем гарантированно хорошими характеристиками электромагнитной совместимости ЭМС. Это означает, что эти БП предназначены для применения в качестве локальных узлов питания внутри конечного оборудования (и уж точно не для питания внешних датчиков!). Это также означает, что инженеру в конечном оборудовании ещё придётся предусмотреть, как минимум, внешние цепи конденсаторов вторичной цепи этого БП, а как максимум, усомниться в качестве внутреннего сетевого фильтра в первичной цепи этого БП (как важнейшем звене обеспечения хорошей ЭМС в конечном оборудовании с сетевым питанием) и отдельно исследовать этот вопрос (хотя бы путём разборки образца и визуальным осмотром его компонентов).
Пятая проблема использования такого технического решения – это некогерентность частот преобразования используемых БП. Это влечёт за собой глубокую нестационарность электромагнитной обстановки внутри оборудования с такими БП из-за влияния температурной нестабильности близких частот преобразования не синхронизированных БП. Эта нестационарность имеет опасность статистически редких совпадений фаз частот преобразования БП, при которых в редких случаях могут проявиться плохо диагностируемые проблемы (как метрологические, так и проблемы сбоев оборудования, особенно в случае большого количества не синхронизированных БП в системе), могут возникнуть проблемы с повторяемостью технических характеристик оборудования из-за индивидуального разброса частот преобразования используемых БП.
Надеемся, что на разобранном выше примере мы смогли показать инженеру-системному интегратору некоторые неочевидные проблемы применения импульсных БП для питания измерительных устройств. Учёт этих проблем на ранней стадии проектирования системы позволит инженеру более адекватно выстроить критерии выбора технического решения блока питания измерительной системы.