Наша сеть партнеров Banwar
Для роботи багатьох схем з використанням операційних підсилювачів часто потрібно двухполярной харчування, або однополярної з середньою точкою, що майже одне й те саме. Джерела двополярного харчування поширені набагато менше, ніж однополярні. Для харчування схем з незначним споживанням (порядку декількох міліампер) можна використовувати однополярний джерело зі створенням середньої точки за допомогою простого резистивного дільника і фільтруючих конденсаторів, малюнок 1.
Такий варіант створення двополярного харчування з однополярного характеризується відчутними втратами в схемі і низькою стабільністю, оскільки при нерівномірному навантаженні плечей, більша навантаження буде підтягувати середню точку до свого плеча. Подібні схеми можуть стати в нагоді при дослідах з операційними підсилювачами. У схемі варіанту б) підлаштування резистором R3 можна коригувати рівень напруги середньої точки. Має сенс використовувати для швидкої збірки тестових схем і тільки в тому випадку, якщо напруга виходу однополярного джерела буде достатнім, для створення двополярного харчування.
Малюнок 2. Формування середньої точки за допомогою операційного підсилювача.
Більш адаптивну схему до малої, але динамічною навантаженні можна зібрати із застосуванням операційного підсилювача. Схема виходить досить простий, малюнок 2.
Потенціометром R1 задається рівень напруги середньої точки. Ця напруга подається на НЕ інвертується вхід «3». При включенні живлення схеми конденсатори C1 і C2 заряджаються приблизно рівномірно, в точці їх з'єднання виникає напруга, приблизно рівне половині напруги живлення щодо нижньої шинки харчування (0 зліва, -Uп / 2 праворуч по схемі). Так формується середня точка джерела живлення ( «корпус», «земля»). Напруга середньої точки через резистор R2 подається на «стежить» інвертується вхід підсилювача «2».
Якщо напруга середньої точки подається на інвертується вхід перевищує задану напругу на НЕ інвертується вході, підсилювач буде тягнути напруга виходу «6» до мінусової шинку харчування, відкриваючи транзистор VT2 доти, поки напруга середньої крапки не порівняється з заданим.
Коли напруга середньої точки просідає до мінуса харчування, то підсилювач навпаки підтягує вихід «6» до плюса харчування, відкриваючи транзистор VT1, який буде піднімати напругу середньої точки до тих пір, поки воно не порівняється з заданим.
При дрейфі середньої точки близько заданого напруги часто відбувається перемикання між транзисторами, а оскільки коефіцієнт посилення ОУ без зворотного зв'язку має величину порядку декількох тисяч одиниць, то стабілізуючий ефект виходить досить точним, і в більшій мірі залежить від величини асиметрії навантаження, коефіцієнта посилення по струму транзисторів VT1 і VT2 і їх потужності.
При використанні такої схеми слід врахувати, що при необхідності прив'язати середню точку до корпусу пристрою, первинне джерело живлення не повинен мати контакту з корпусом.
При перемиканні транзисторів можуть виникнути комутаційні перешкоди через значну власної індуктивності фільтруючих конденсаторів. Для усунення перешкод конденсатори C1 і C2 необхідно зашунтувати керамічними конденсаторами ємністю 0,1 ... 0,22 мкФ.
Перевагою схеми є те, що напруга середньої точки можна задати практично на будь-якому рівні від мінуса до плюса харчування, хоча в більшості пристроїв це не потрібно.
Для отримання стабільних вихідних напруг щодо середньої точки не потрібно застосування двополярного стабілізатора, для цього досить використовувати стабілізований первинний (однополярний) джерело живлення.
Нижче наведені зображення і фото готового проекту такого дільника харчування. У проект доданий резистор (R3, малюнок 3) в ланцюг виходу для пом'якшення умов перевантаження підсилювача при замиканні одного плеча або значної асиметрії навантаження.
Друкована плата виконана на однобічному фольгированном текстоліті. Зображення на сторінці масштабувати, використовувати його в процесі проблематично. Відбиток плати в масштабі 1: 1 знаходиться в PDF файлі проекту, який можна завантажити в кінці статті, з нього і друкуйте.
У цьому пристрої рекомендую застосовувати багатооборотний потенціометр (підлаштування резистор), з ним легше зловити половинку напруги при налаштуванні з бажаною точністю. Транзистори можна взяти і інші, все залежить від потужності навантаження і наявності. Мені було потрібно живити операційний підсилювач з навантаженням по виходу 1,5 мВт, тому особливо підбором не морочився, взяв те, чого було більше з старого розпил. Правда, при випадковому замиканні харчування по крайніх точках у мене згорів транзистор верхнього плеча і мікросхема операційного підсилювача схеми дільника. Можливо, тут потрібні доопрацювання в сторону захисту і ускладнення схеми, але я вважав за краще бути більш обережним, і просто замінив убиті деталі.
Файл проекту можна завантажити тут.