Soll dieser negative Regler wirklich ein invertierter positiver Regler sein?

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Projekt: Stellen Sie ein Netzteil her, das die gezeigte 240-V-Wechselstromversorgung ersetzen kann, damit ich nicht sterbe, wenn ich an der Platine herumspiele , an die dies angeschlossen ist .

Ich interessiere mich nur für den Teil in der gelben Box; Der + 40V-Ausgang geht an die Endstufe, mit der ich nicht arbeite.

Schaltplan der Stromversorgung

Also ging ich los und kaufte ein 7812 und 7815, aber dann habe ich wegen der verwirrt allgemeinen Konsens , dass Sie nicht sollte eine 7815 mit invertierten Ausgangsstifte als negative Spannungsregler verwenden, aber es scheint , wie das ist , was sie tun hier .

Ich habe eine 7915 bestellt, aber meine Frage:

  • (a) Tut diese Schaltung etwas Sinnvolles, indem sie den positiven Ausgang des 7815 mit Masse verbindet und dessen Ausgang als -15V verwendet?
  • (b) Tut diese Schaltung etwas Seltsames und ich sollte die 7915 verwenden, um -15V zu liefern, wie es die Götter beabsichtigten
  • (c) es ist unmöglich zu sagen, braucht mehr Infos

Beachten Sie, dass ich in diesem Projekt ± 30 V DC von einem Vorverstärkerschaltkreis beziehe, was höher ist als der Eingang in diesem Schaltplan, aber innerhalb der Toleranz für den 7812/7815/7915.

Mein Schaltplan mit einer 7915:

schematisch

simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab

Version mit 'umgekehrt' 7815:

schematisch

simulieren Sie diese Schaltung

Buildsucceeded
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Ich musste nur den ersten Teil lesen, um eine positive Bewertung abzugeben. Dies ist eine großartige Frage, und das Verständnis, warum das erste Design funktioniert, ist ein wichtiger Schritt für ein besseres Verständnis des Spannungs- und Stromflusses.
Pipe
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Ihr letztes Bild verbindet den negativen Pin von der Versorgung mit dem Eingang des 7815 und nicht den positiven, der nicht richtig sein kann. Außerdem ist die Erdung des 7815 nur mit dem Ausgang verbunden und nicht mit dem Eingang und dem Ausgang gemeinsam, und das kann auch nicht stimmen.
David Schwartz
@DavidSchwartz meinst du, es ist eine falsche Lösung oder eine falsche Illustration meiner Frage? Ich würde es nur korrigieren wollen, wenn es Fehler enthält, die über den Rahmen der Frage
hinausgehen
@buildsucceeded Das Anschließen eines negativen Versorgungsausgangs an den Eingangsanschluss eines positiven Spannungsreglers oder das Nichtverwenden des Massepunkts als gemeinsamen Punkt zwischen Eingang und Ausgang sind Fehler, die nicht mit Ihrer Frage zusammenhängen.
David Schwartz
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Wie bereits erwähnt, in anderen Antworten: Die Schaltung in Gelb funktioniert nur, weil der Transformator beide Teile trennt. Ihre vorgesehene Schaltung mit dem 7915 sollte korrekt funktionieren, solange Ihre vorhandene + / 30V-Versorgung nicht effektiv überlastet wird. (Auch das Verketten solcher Netzteile kann dazu führen, dass Ihre +12- und -15-Netzteile Rauschen auf Ihre +/- 30-Volt-Versorgung zurückführen, was problematisch sein kann.) Schließlich benötigen Sie wahrscheinlich einige ziemlich große Kühlkörper Diese Regler sind wahrscheinlich viel größer als alle Kühlkörper im ursprünglichen Schaltungsdesign.
Kevin Cathcart

Antworten:

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Was Sie in der gelben Box angezeigt haben, ist in Ordnung, da die 18-V-Sekundärspannung, die den 7815 versorgt, vollständig von den anderen Schienen isoliert ist. Dies bedeutet, dass der 15-V-Ausgang vollständig potentialfrei ist und jeder Anschluss geerdet werden kann.

Wenn Sie einen Transformator mit Mittenabgriff verwenden möchten (mit geringfügigen Einsparungen bei Hardware- und Diodentropfen), der nicht isolierte Schienen erzeugt, oder die nicht isolierten Schienen von einem anderen Gerät, müssen Sie Regler der Serie 79xx für verwenden negative Schienen.

Die umgekehrte 7815, die Sie gezeichnet haben, liefert nicht die gewünschten -15 V.

Neil_UK
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Danke für deine Antwort! Können Sie etwas erweitern, da ich ein Ultra-Neuling bin: Die 'sekundäre Beschaffung', auf die Sie sich beziehen, ist die 18VAC auf der rechten Seite des Haupttransformators?
Buildsucceeded
Und in diesem Fall würde der 7915 für meine Schaltung benötigt, da meine ± 30V nicht potentialfrei sind?
Buildsucceeded
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@buildsucceeded aktualisierte Frage, um beide Punkte zu klären.
Neil_UK
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Ihre "umgekehrte" 7815 (letzter Schaltplan) ist falsch, es kann nicht funktionieren.

Sieh dir das erste Bild an, das Foto. Beachten Sie, wie die 7815 auf Basis Versorgung ist völlig getrennt von der 7812 eine Ausnahme für den Masseanschluss.

In Ihrem 7815 Schaltplan ist V2 (-30 V) falsch angeschlossen, er sollte nicht mit Masse verbunden sein. Es muss in Bezug auf den Boden schweben . Ändern Sie dies und Ihr Schaltplan ist derselbe wie auf dem Foto.

Obwohl die Lösung wie auf dem Foto seltsam aussieht, ist sie in Ordnung und funktioniert so, als würde man zwei Laborgeräte verwenden, um +12 V und -15 V zu erzeugen.

Bimpelrekkie
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Um Neils Antwort zu ergänzen, ist es am besten, sich einen linearen Regler als variablen Widerstand (oder Transistor, wenn Sie es vorziehen) zwischen den IN- und OUT-Anschlüssen vorzustellen, der von einer "intelligenten" Schaltung im Inneren geregelt wird. Erdungsanschluss ist (meistens) nur eine Referenz, kein Stromanschluss. Der geregelte Strom fließt immer (sowohl für den positiven als auch den negativen Regler) zwischen IN und OUT, und der Regler kann nur den Widerstand zwischen diesen beiden Klemmen regeln.

Wenn Sie sich Ihren letzten Schaltplan ansehen, gibt es V2, das eine feste 30-V-Spannung zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen von U2 erzeugt, unabhängig vom Strom durch den Regler. Das erneute Zeichnen des Reglers als Transistor + Fehlerverstärker hilft möglicherweise, siehe unten. Ihre Quelle ist zwischen IN und OUT angeschlossen, während die Last zwischen OUT und GND liegt. Sie benötigen also einen Laststrom, der zwischen den IN- und GND-Anschlüssen fließt, damit alles funktioniert.

schematisch

simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab

Im Gegensatz dazu sieht die Situation in der gelben Box anders aus. Die Spannungsquelle (Sekundärwicklung + Gleichrichter) ist zwischen die Klemmen IN und GND geschaltet und die Last ist an OUT und GND angeschlossen. Das heißt, der Strom von der Quelle zur Last fließt durch die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des Reglers und kann seine Aufgabe erfüllen, indem er diesen Strom steuert.

Martin
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Sie sind damit fertig, das ganze ein bisschen zu komplizieren!

Denken Sie daran, dass die Spannung relativ ist! Stellen Sie den -15 in auf 0 und den gnd in auf 15V und den +12 in auf 27V und prüfen Sie, ob es Sinn macht! Was Sie wirklich haben, sind zwei gestapelte Spannungsregler. Der 7812 verwendet den Ausgang des 7815 als Spannungsreferenz für die Masse, wodurch der Ausgang um 15 Volt angehoben wird. Wenn Sie das mittlere "Klopfen" als Boden behandeln, erhalten Sie eine scheinbar + und - schwingende und eine negative Schiene. Beachten Sie jedoch, dass wirklich alles schwebt, sodass es keinen Boden gibt Wählen Sie einen Bezugspunkt als Grund und alles darunter ist negativ und alles daran ist positiv.

Wenn Sie -15V als Masse gewählt haben, haben Sie, wie ich bereits sagte, 0V, 15V und 27V und gestalten Ihre Schaltung einfach so. Natürlich muss Ihre Schaltung umgekehrt werden, um den umgekehrten Strom zu verarbeiten, den Sie durchlaufen, aber am Ende wird alles gleich sein.

Die beiden Regler sind genau der gleiche Stromkreis. Aber ohne diese Verbindung schweben beide! (und haben einfach 12 und 15 Spannungen an den Ausgängen. Durch Verbinden der "Erdungsschiene" (die nicht 0 V ist, sondern nur ein Bezugspunkt) der oberen mit der "Stromschiene" der unteren koppeln Sie sie dann einfach sie, aber die ganze Kombination schwimmt noch.

Ich denke, wenn du es nur ein bisschen anstarrst und erkennst, dass es nicht kompliziert ist und die Spannung relativ ist, wirst du sehen, was ich meine. Entfernen Sie das Kupplungsbein und überlegen Sie, ob Sie immer noch Probleme haben.

Stretto
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Wenn ich das aber tun würde, müsste ich den gesamten Stromkreis ändern, für den dies gedacht ist, nein?
Buildsucceeded
@buildsucceeded Nicht sicher, über welche Änderung Sie sprechen. Wenn Sie meinen, ändern Sie die -15V auf 0V, dann nein. Auch hier ist die Spannung relativ. -15 V bedeutet in Wirklichkeit, dass es 15 V unter der angegebenen Erdung liegt, wobei die Erdung als "0 V" betrachtet wird. Denken Sie daran, dass die Spannung immer zwischen zwei Punkten liegt. Eine negative Spannung zu haben, ist nichts Besonderes. Es ist sinnlos. In einigen Fällen schränkt Sie das Design in einer Weise ein, dass Sie die Funktionsweise nicht ändern können. In diesem Fall können wir dies jedoch tun, da alles schwebt.
Stretto
Dies scheint jedoch gegen die ersten beiden Antworten zu gehen. Kannst du erklären warum? Ich denke, dass in der ursprünglichen Schaltung die beiden Reglerkreise aufgrund des Transformators schweben, aber in meiner Anwendung speise ich sie mit Gleichstrom, damit sie nicht schweben.
Buildsucceeded
Der Hauptgrund für die Verwendung von Generatoren mit negativer Spannung liegt darin, dass wir eine echte Masse mit einer sehr niedrigen Impedanz benötigen, die von der Schaltung festgelegt wird. In diesem Fall ist die "Masse" mit niedriger Impedanz die mittlere Schiene. Wenn wir jedoch kein schwebendes System haben, kann es sein, dass es fest ist und wir tatsächlich eine negative Spannung erzeugen müssen. Aus diesem Grund wird bei einigen Designs eine negative Spannung verwendet Generatoren.
Stretto
Sie schweben, weil sie an einen Transformator angeschlossen sind. Die Art und Weise, wie Transformatoren arbeiten, besteht darin, ein System von einem anderen zu trennen, indem Spannung und Strom in Magnetics umgewandelt und dann wieder zurückgeführt werden. Sobald Sie ein schwebendes System haben, ist die Spannung vollständig relativ (und kann tatsächlich gefährlich sein).
Stretto
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Die Verwendung eines verkehrten Spannungsreglers ist nicht ungewöhnlich. Dieser Artikel befasst sich im Zusammenhang mit einer einzelnen Spannungsquelle: http://www.edn.com/design/power-management/4458675/Turn-negative-regulator--upside-down--to-create-bipolar- Lieferung aus einer Hand

Ihre Schaltung benötigt eine solche Lösung eigentlich nicht, da es zwei Sekundärwicklungen gibt, mit denen auf übliche Weise eine +12 V- und eine -15 V-Versorgung hergestellt werden kann. Möglicherweise hatte der Hersteller dieser Schaltung die Regler 7812 und 7915 bereits vorrätig und wollte keinen weiteren Komponententyp hinzufügen.

Klaus Kaiser
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