Vous disposez déjà d'une alimentation CC non réglementée. Comme vous le dites, construit à partir d'un pont et de quelques condensateurs. Apparemment, vous avez également un robinet central sur votre secondaire de transformateur. Vous avez donc aussi un motif et± 53 Vmesuré avec votre compteur pour les deux autres rails. Je suppose que ceci est probablement déchargé, donc vous en aurez probablement moins lors du chargement. Combien moins est la supposition de quiconque, car cela dépend beaucoup de la charge, de la conception de votre toroïde, des condensateurs et d'autres facteurs. Mais moins, c'est sûr.
Je suppose que vous essayez d'apprendre à concevoir votre propre ± 15 Valimentation pour utilisation avec des amplis-op. Donc, vous ne voulez pas nécessairement acheter une bonne offre (ils sont bon marché, de nos jours.) Et comme il s'agit d'apprendre, ce sera un design linéaire et non un commutateur. Ainsi, votre alimentation sera généralement inefficace, en termes de puissance. Mais ça vous va.
Peut-être que je projette, mais je pense que c'est une bonne idée pour commencer. C'est assez modeste pour que vous ayez toutes les raisons de réussir. Mais il y a suffisamment à apprendre pour que cela vaille la peine de se battre aussi. Je pense que ma toute première expérience d'apprentissage, où j'ai vraiment bien appris quelques choses, a été d'essayer de concevoir mon propre bloc d'alimentation comme celui-ci. À l'époque, je n'avais pratiquement pas le choix. Les fournitures de laboratoire existantes n'étaient pas disponibles pour un jeune adolescent. Et il n'y avait pas non plus d'ensemble de fournisseurs eBay bon marché pour les commutateurs de fantaisie basés sur les circuits intégrés. J'ai donc dû le faire moi-même ou m'en passer. Et face à cela, on apprend ou on s'en passe.
Votre approche ressemble peut-être un peu trop à un pilote de sortie récepteur / source utilisé dans tout, des amplificateurs opérationnels aux amplificateurs audio. Vous pouvez adopter l'approche que vous adoptez, mais vous devez en faire deux - une pour+ 15 V et un pour - 15 V. Et ils sont encore moins efficaces, car ils peuvent chaque source de votre rail (+) et couler vers votre rail (-), et vous devez les exécuter en classe AB. Il vous suffit vraiment de vous approvisionner à partir de (+) pour créer+ 15 V rail et couler à (-) pour faire le - 15 V rail.
Juste comme remarque, il peut être judicieux d'inclure une paire de résistances de purge à votre batterie de condensateurs existante à la sortie de votre pont. Quelque chose pour se débarrasser de la charge stockée si vous éteignez les choses. Certains12W, 10 k Ωrésistances? Cela ne présenterait qu'un5 m A charge, lors de l'exécution.
Pendant que vous envisagez cette idée, essayez également de charger votre alimentation non réglementée existante pour mesurer ce qu'elle fait sous charge. J'essaierais quelque chose comme un≥ 5 W, 1 k Ω résistance pour avoir une idée d'un 50 m Acharge, mesurer la tension avec cette charge présente. J'essaierais alors quelque chose comme un≥ 10 W, 270 Ω résistance pour voir ce qui se passe quand je m'approche 200 m Acharge. Cela testera l'intégralité de votre système non réglementé et vous donnera une idée de ses limites. Ces valeurs ont été choisies au hasard. Si vous connaissez déjà les limites de votre tore, essayez deux valeurs de résistance différentes qui atteignent la charge maximale que vous prévoyez de prendre en charge et une autre pour atteindre peut-être 30% de la charge maximale. Et notez simplement les valeurs de tension mesurées. Il est utile d'avoir une idée de votre rail non réglementé lorsqu'il est un peu chargé.
Je vous recommande de commencer par vous concentrer sur un seul côté, par exemple en créant + 15 Vrail d'alimentation régulé à partir de votre rail non réglementé (+). Vous devez également déterminer si vous souhaitez ou non des limites actuelles. Je pense qu'il serait plus sûr de les inclure. Mais c'est votre décision. Ce n'est pas difficile d'inclure quelque chose pour cela, cependant. Et, personnellement, je voudrais probablement pouvoir aller à+ 12 V, aussi. Alors peut-être une alimentation de sortie variable qui fonctionne sur une gamme modeste de tensions de sortie?
Vous avez beaucoup de marge! Cela signifie que vous pouvez utiliser un émetteur suiveur NPN, un suiveur Darlington ou à peu près n'importe quelle configuration que vous souhaitez avoir. Les choses ne sont pas serrées , vous avez donc de la place pour les structures de contrôle. Beaucoup de place. L'inconvénient est, bien sûr, que vous devez vous dissiper et que vos rails de tension sont suffisants pour vous obliger à vérifier les fiches techniques pour rester dans les paramètres de fonctionnement sûrs des appareils.
Enfin, vous pouvez probablement accepter d'avoir à définir séparément les deux valeurs de rail de tension, indépendamment. Certaines alimentations sont conçues pour assurer le suivi de sorte que si vous définissez+ V fournir à + 15 V alors votre réglementé - V l'offre suivra cela et fournira - 15 V. Mais vous pouvez vivre sans ça, pour l'instant, je suppose.
Si vous rédigez une question distincte ou clarifiez celle-ci mieux, je peux vous aider à démarrer avec trois ou quatre topologies distinctes (non IC) pour envisager d'analyser vous-même et de construire. Mais, par exemple, je n'ai aucune idée du type de conformité que vous souhaitez avoir. Et il serait utile de savoir quelle tension vous mesurez lorsque votre alimentation non régulée est chargée jusqu'à la conformité de courant maximale que vous souhaitez prendre en charge (en utilisant une résistance à haute puissance et en prenant ensuite un moment pour mesurer la tension avec un voltmètre avant qu'il ne devienne trop chaud. ) Et il serait encore plus utile de savoir si vous voulez une tension variable sur une plage (quelle plage, exactement?) Et, si vous voulez juste une tension fixe, quelle précision initiale pensez-vous avoir besoin? Et moi' J'aimerais savoir si cela est strictement pour une alimentation opamp (suggérant une conformité de courant plus faible) ou si vous souhaitez l'utiliser pour fournir des courants plus élevés à des tensions encore plus faibles, pour certains projets. Enfin, il serait bon de savoir quels BJT vous possédez ou souhaitez obtenir.
EDIT: Alors. Quelque chose de simple, pas vraiment de conformité actuelle de5 m A. Concentrons-nous d'abord sur le côté du rail (+) ... pourrait aller avec NPN ou PNP pour le transistor de passage. Il s'agit plutôt de savoir comment vous voulez le contrôler. Souhaitez-vous siphonner le courant d'une source ou retirer le courant au besoin? Hmm. Essayons ceci - l'accent sur le simple.
simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab
J'ai écrit quelques notes de conception sur le schéma. Les valeurs de résistance sont des valeurs standard, donc la tension de sortie réelle sera un peu décalée. Mais cela devrait être proche. Voici la logique.
J'ai commencé à utiliser Q1comme topologie d'émetteur suiveur. Ce sont des cibles d'émetteurs15 V. J'ai donc noté "15V @ 5mA". J’ai initialement estimé utileβQ 1= 50 et calculé jeBQ 1= 100 μ A et estimé (de mémoire uniquement) VBEQ 1= 750 m V. De là, j'ai décidé que je voulais5 × autant de l'offre non réglementée, donc je mets R1=53 V- 15 V- 750 m V500 μ A= 74,5 k Ω ≈ 75 k Ω. Cela signifie que je devrai m'éloigner entre400 - 500 μ A de R1 contrôller Q1comportement de la sortie. C'est une gamme suffisamment petite,450 μ A ± 50 μ A, que les variations dans un circuit simple ne seront pas trop sensibles. Oh, et j'ai choisi le BC546, qui a unVCEO= 65 V. (Pourrait utiliser un 2N5551 pourVCEO=150V.)
J'ai décidé d'utiliser un autre NPN en dessous, avec sa base clouée à un diviseur de résistance, pour tirer ce courant. Q2Le collecteur est cloué à une tension, donc pas d'effet précoce. Bien. Dissipation dansQ2 est sous 10mW, Donc pas de problème. (Vous savez déjà qu'il peut y avoir un problème dansQ1.) Une diode et un condensateur fournissent une référence de tension semi-stable, car ils sont alimentés de manière relativement stable 450μA±50μAcourant. J'ai estiméβQ 2= 50 (encore) et calculé jeBQ 2= 10 μ A et estimé (de mémoire uniquement) VBEQ1=650mV. Je sais aussi que le 1N4148 fait550mV courir à 500μAcourant. Donc cela m'a dit que le nœud du diviseur devrait être deviné1.2V. Je l'ai également écrit.
J'ai choisi de faire au moins le courant du diviseur 10× le courant de base max requis pour Q2. L'un des problèmes avec ce circuit va être les températures ambiantes, car elles affectent la jonction base-émetteur deQ2 (et D1, aussi) et cela affecte notre point de division et à peu près tout le reste. Mais en ajoutantD2 et D3dans le séparateur aide ici. Il fournit deux jonctions plus dépendantes de la température. Le problème restant étantR3 et les différentes densités de courant.
D2 et D3 courent avec environ 15 de la densité actuelle de D1 et Q2. Je me souviens justement qu'un 1N4148 présente environΔV≈100mV par changement de densité de courant par décennie, donc je suppose que ΔV=log10(100μA500μA)≈−70mVpar diode pour ces deux. Cela signifie donc que pour atteindre1,2 V au diviseur, R3=1,2 V- 2 ⋅ ( 550 m V- 70 m V)87 μ A≈ 2,7 k Ω (J'ai utilisé 87 μ A comme valeur actuelle à mi-chemin.) R3, à une supposition.
J'ai ajouté un plafond d'accélération à travers la résistance du diviseur R2 de sorte que les variations de charge à court terme pourraient conduire plus immédiatement Q2. (Si la15 V rail réglementé saute soudainement vers le haut, puis C3 tirera immédiatement sur la base de Q2 ce qui en fait retirer plus du courant d'entraînement va Q1, contrer la montée. De même, dans l'autre sens aussi.)
Je pense que vous devriez pouvoir monter le rail réglementé (-). Et gardez à l'esprit que vous ne voulez pas trop charger cette chose! Vous causerez certainement ce pauvre petit TO-92 de graves problèmes. Ça se dissipe5 m A ⋅ ( 53 V- 15 V) ≈ 200 m O et le paquet a 200∘KW, donc cela correspond à environ +40∘Cdéjà ambiant. Vous pouvez voir à quelle vitesse cette chose va chauffer si vous courez beaucoup plus de courant à travers elle. Vous pourrez peut-être vous en sortir avec10 m A, mais pas beaucoup plus.
APERÇU REMARQUE: Maintenant que vous pouvez voir le processus d'une personne (d'autres concepteurs plus expérimentés appliqueront encore plus de connaissances que moi), prenons un moment pour voir cela d'un point de vue lointain.
Le circuit se résume à:
- Un transistor de passage (Q1) qui est censé se tenir à l'écart 40 V entre le rail non régulé (+) et le rail souhaité 15 Vrail. Ce transistor pass aura besoin d'une source de courant de base pour pouvoir être maintenu dans sa région active. Il est également disposé dans une configuration émetteur-suiveur, de sorte que le déplacement de sa tension de base se déplace autour de son émetteur dans environ 1: 1 (le gain de tension de la base à l'émetteur est≈ 1.)
- Nous pouvons résoudre tous les besoins de (1) ci-dessus en utilisant une simple résistance (R1) au rail non régulé (+). Cela peut non seulement fournir le courant de base nécessaire, mais il permet également de contrôler très facilement la tension de base deQ1, simplement en y tirant plus ou moins de courant. À des fins de conception, nous ne voulons pas de variationsQ1courant de base pour avoir un impact sérieux sur le flux de courant, nous utilisons également pour contrôler la tension à la base de Q1. Nous devons donc rendre ce flux de courant important, par comparaison. Plus grand est meilleur, et peut-être par défaut, nous pourrions choisir un facteur de10 ×. Mais nous sommes également contraints par le fait qu'il s'agit d'un5 m Asource de courant. Nous pourrions donc vouloir utiliser quelque chose qui concerne1dixe 5 m Apour le garder modeste. Cela signifie quelque chose de10 ⋅ 100 μ A = 1 m A d'un côté à environ 5 m Adix= 500 μ Ad'un autre côté. J'ai décidé d'utiliser la valeur la plus petite, car ce n'est qu'un simple régulateur et je peux accepter une source de base légèrement moins rigide .
- Quelque chose pour contrôler le courant traversé R1, sur la base d'une comparaison de tension quelconque. Il s'avère qu'un BJT est acceptable pour quelque chose comme ça. (Plus de BJT serait mieux, comme dans un ampli op, mais un suffit ici.) Il a un courant de collecteur qui dépend de la différence de tension entre sa base et son émetteur. Il compare donc sa base et son émetteur et ajuste un courant sur cette base! Pratiquement fait au paradis pour ça, oui? Nous collons donc maintenant un nouveau BJT (Q2) avec son collecteur attaché à R1 et la base de Q1.
- Nous avons besoin d'une tension de référence. Pourrait utiliser une véritable référence, comme un zener ou un dispositif IC plus sophistiqué, mais c'est une conception simple. Eh bien, une diode à densité de courant fixe est une référence de tension. (Sauf la température.) Et devinez quoi? Il se trouve que nous avons un courant que nous pouvons utiliser qui est relativement stable! Le très courant que nous utilisons pour ajusterQ1la tension de base à travers R1. Alors maintenant,R1nous fournit trois services - il fournit un courant de baseQ1, nous permet de contrôler Q1base en ajustant le courant qui le traverse, et maintenant ce même courant peut être utilisé pour stabiliser la tension d'une diode de référence de tension. Tout ce que nous faisons est de coller cette diode dans l'émetteur deQ2. Et ajoutez-y un petit condensateur pour y tuer le bruit haute fréquence. C'est bien quand les choses font plusieurs tâches pour vous.
- Nous avons notre collecteur de contrôle de courant, une référence de tension à l'émetteur, et maintenant tout ce que nous devons fournir est une tension de comparaison, dérivée de la tension de sortie, à la base de Q2. Il est important que si cette comparaison augmente (la tension de sortie semble augmenter pour une raison inconnue), nous tirerons plus de courant à traversR1 pour forcer la tension de base de Q1de refuser de s'opposer à ce changement. Il s'avère qu'un simple diviseur de tension fait bien ce travail. Tout ce que nous devons faire est de nous assurer que le courant traversant le diviseur de tension est bien supérieur au courant de base requis deQ2, de sorte que lorsque Q2 ajuste son courant de collecteur et a besoin de plus (ou moins) de courant de base, que cela n'affecte pas (beaucoup) la tension du diviseur.
C'est vraiment l'essence de tout cela. J'ai ajouté ces deux diodes pour aider à stabiliser les choses par rapport aux températures ambiantes. Mais ils ne sont pas strictement nécessaires si cela ne vous dérange pas que vos rails de tension se déplacent un peu plus avec la température. En l'état, ils peuvent encore dériver25 m V∘C, faisant juste un petit tour de boucle. Mais si cela ne vous dérange pas d'être deux fois plus mauvais, vous pouvez remplacer la résistance et deux diodes par une simple résistance, à la place:
simuler ce circuit
La valeur réelle de R3 peut-être besoin d'être ajusté un peu ici, car nous ne savons pas vraiment combien de courant de base est nécessaire (probablement moins que je ne le pensais - beaucoup moins.) Donc peut-être plus proche de la 12 k Ωvaleur? Mais vous pouvez utiliser un potentiomètre ici, je suppose, pour le rendre réglable aussi.