24V转正负12V的电路图疑问求解

dxgdsx · 发表于 2017-4-5 20:49:09

由于打算给运放设置双电源供电，所以选了TI的TPS54160A芯片，设计输入24V，输出正负12V。
看了TI给出的参考设计，有几处地方不太懂，还请懂行的朋友指点迷津，谢谢。
（1）图中的参考地有两个，可是-12V输出端却与芯片地连接在一起了，那么输入地和输出地是一个什么样的关联？
（2）图中的Lo是变压器还是共模电感吗？

wye11083 · 发表于 2017-4-5 21:49:04

三角的地和直线的地是两个不同的地。
那个是变压器。负电压通过电感充能得到，正电压通过电感放能得到。

whuer · 发表于 2017-4-6 13:14:46

这种搞法不可行的，换其他方案吧

dxgdsx · 发表于 2017-4-6 14:20:03

wye11083 发表于 2017-4-5 21:49
三角的地和直线的地是两个不同的地。
那个是变压器。负电压通过电感充能得到，正电压通过电感放能得到。 ...

芯片管脚Vsense是对输出电压的反馈采样，所以负极性输出端Voneg需要与三角地连接，但是如此一来，三角地与直线地之间存在12V的压差，这样一来两个地不就是存在关联么。

dxgdsx · 发表于 2017-4-6 14:22:21

whuer 发表于 2017-4-6 13:14
这种搞法不可行的，换其他方案吧

是指这个双电源产生方案不可行呢？还是指运放双电源供电方案不可行？采用单电源供电？
我个人感觉引入双电源供电，且不说双电源产生存在麻烦，系统中的参考地很多很麻烦，因为后面还有mcu、ad、485电路等。

whuer · 发表于 2017-4-6 14:25:10

产生负压方案不行，搜一下LM2596或者MC34063产生负压吧

dxgdsx · 发表于 2017-4-6 14:34:03

whuer 发表于 2017-4-6 14:25
产生负压方案不行，搜一下LM2596或者MC34063产生负压吧

好的，谢谢指点，我去好好查一下。

20061002838 · 发表于 2017-4-6 15:19:37

电路没问题，只不过接地确实是个麻烦
官方的EVM板，接地接法不一样，共地没有问题，可以参考
运放的电流如果不大，可以用升压+电荷泵的方式
论坛里面魏坤的示波器也涉及到双电源的问题，可以参考
LT有一颗专门产生双电源的DC-DC，不差钱的话可以尝试

dxgdsx · 发表于 2017-4-6 15:46:58

20061002838 发表于 2017-4-6 15:19
电路没问题，只不过接地确实是个麻烦
官方的EVM板，接地接法不一样，共地没有问题，可以参考
运放的电流如 ...

是的，接地真是头疼。LTC那款芯片看了，只有50mA的电流，可能有些小，价格也是感人，35块钱一片。

asktutu · 发表于 2017-4-6 16:09:26

方案一定要用正负双电源？

amigenius · 发表于 2017-4-6 16:33:59

wye11083 发表于 2017-4-5 21:49
三角的地和直线的地是两个不同的地。
那个是变压器。负电压通过电感充能得到，正电压通过电感放能得到。 ...

您说错了，正负电压都是放能所得

amigenius · 发表于 2017-4-6 16:35:18

dxgdsx 发表于 2017-4-6 15:46
是的，接地真是头疼。LTC那款芯片看了，只有50mA的电流，可能有些小，价格也是感人，35块钱一片。 ...

稍微变通一下即可变成与输入共地的正负12V，不过负12V电压会有浮动，需要增加一级LDO来稳定电压。

amigenius · 发表于 2017-4-6 16:37:54

补补开关电源的基础，其实非常容易做扩展，非隔离的最经典的研究一下34063，隔离的研究一下494和反激3843，这样，开关电源，算是入门了。

amigenius · 发表于 2017-4-6 16:40:05

20061002838 发表于 2017-4-6 15:19
电路没问题，只不过接地确实是个麻烦
官方的EVM板，接地接法不一样，共地没有问题，可以参考
运放的电流如 ...

运放用的负电压，用个555即可搞定，便宜简单稳定。我们一款出货量10W+的产品，就是用555产生负压，没听说有那个出问题的

pulan · 发表于 2017-4-6 17:00:04

直接上负压模块吧，K78XX之类的

acmilannast · 发表于 2017-4-6 19:07:49

系统地和外部电源地没关系或者说不共地

20061002838 · 发表于 2017-4-6 19:55:14

amigenius 发表于 2017-4-6 16:40
运放用的负电压，用个555即可搞定，便宜简单稳定。我们一款出货量10W+的产品，就是用555产生负压，没听说 ...

LZ位发的图，输出和输入不共地，单独用没问题，但跟其他电路接起来就麻烦了
我没说负电压电路不稳定

dxgdsx · 发表于 2017-4-6 20:11:46

asktutu 发表于 2017-4-6 16:09
方案一定要用正负双电源？

倒是没有一定要用双电源。
由于前端输入交流信号很微弱，如果用单电源供电的话，则信号为Vdc+Vac*sin(w*t)的形式，Vac远小于Vdc。
但是后续放大电路希望只放大交流部分，保持直流偏置电压不变，感觉实现起来有些难。

dxgdsx · 发表于 2017-4-6 20:14:14

pulan 发表于 2017-4-6 17:00
直接上负压模块吧，K78XX之类的

我其实想直接用24V转正负12V的模块，可以boss非要觉得人家的模块体积过大，要自己搞，我感觉自己搞也不见得能做到多小体积，按照上面几位的意见，又是芯片又是变压器的，体积不会小。

dxgdsx · 发表于 2017-4-6 20:14:50

acmilannast 发表于 2017-4-6 19:07
系统地和外部电源地没关系或者说不共地

主要还有其他电路的地需要处理，搞在一起有些麻烦。

dxgdsx · 发表于 2017-4-6 20:16:37

amigenius 发表于 2017-4-6 16:37
补补开关电源的基础，其实非常容易做扩展，非隔离的最经典的研究一下34063，隔离的研究一下494和反激3843， ...

我其实想直接用24V转正负12V的模块，可以boss非要觉得人家的模块体积过大，要自己搞。我感觉自己搞也不见得能做到多小体积。您这个出货10W+的模块最小体积能做到多小呀？

dxgdsx · 发表于 2017-4-6 20:18:48

whuer 发表于 2017-4-6 14:25
产生负压方案不行，搜一下LM2596或者MC34063产生负压吧

好的，谢谢，我去查查。

yfwuh · 发表于 2017-4-6 22:51:52

后级的电路一般会和输入电源共地，也就是运放（双电源供电）的地是“三角形”；而这个flybuck两路输出本身就是隔离的，所以只要把上面那路的“+”连到“三角形”地，“-”作为-12v；buck输出“+”作为+12v。这样也是正负输出，而且输入输出共地

pulan · 发表于 2017-4-7 08:02:17

dxgdsx 发表于 2017-4-6 20:14
我其实想直接用24V转正负12V的模块，可以boss非要觉得人家的模块体积过大，要自己搞，我感觉自己搞也不见 ...

负压的电流一般都很小，k78xx模块跟普通7805的空间差不多。而且外围很简单。

hailing · 发表于 2017-4-7 09:47:19

你可以使用升压芯片做多路输出。图中的应用从VIN升压到正负6V,正12V，正18V.你可以调整分压电压直接生成正负12V（VIN比12V小）。去掉12V和18V的电路。测试带LM324没问题。

whuer · 发表于 2017-4-7 11:10:48

最好的方法是升压芯片

dxgdsx · 发表于 2017-4-7 11:16:58

hailing 发表于 2017-4-7 09:47
你可以使用升压芯片做多路输出。图中的应用从VIN升压到正负6V,正12V，正18V.你可以调整分压电压直接生成正 ...

十分感谢，我好好分析一下电路，争取搞懂。

dxgdsx · 发表于 2017-4-7 11:17:50

whuer 发表于 2017-4-7 11:10
最好的方法是升压芯片

十分感谢，我好好分析一下电路，争取搞懂。

powerplj · 发表于 2017-4-7 14:11:55

楼主，
(1)这个demo电路是可以可靠工作的，只要负载电流不超过内部MOS和外部电感允许电流要求，
(2)说不行的，基本都不做开关电源或者对开关电源结构理解没有达到融汇贯通的，
(3)这个怪异的接法其实是把Buck拓扑通过改变接地点变成了Inverting Buck-Boost拓扑来产生负压，那个双电感可以是变压器，也可以使是耦合电感，一个做主电感，一个抽取出PWM来整流产生正压，
(4)主电感是必须的，但双电感不是必须的，可以简化用C来抽取出PWM产生正压也可以。
(5)其实这个变换一下，常规buck产生正压，用耦合电感或耦合电容来抽取PWM，再做电平偏移，然后用Diode&C或L&C产生负压，估计理解的就容易了点。
(6)成本最低或最简单的小电流降压型负压用MOS或单片机的推挽IO口产生PWM，利用电平偏移产生负相PWM，用LC或DiodeC产生负压，LC型的输出幅度受PWM占空比和幅度共同调制，DiodeC的输出幅度受PWM的幅度调制，
(7)小功率情况下，最常用的正负输出&升降压变换就是这几种 Buck、Boost、Inverting Buck-Boost、Sepic、Cuk、Flyback
(8)如果你不了解上述几种拓扑的相互变化关系，那~~

powerplj · 发表于 2017-4-7 14:24:27

补充楼上，buck变成inverting buck-boost要注意输入输出电容的耐压和极性有变化

PCBBOY1991 · 发表于 2017-4-7 22:46:07

powerplj 发表于 2017-4-7 14:24
补充楼上，buck变成inverting buck-boost要注意输入输出电容的耐压和极性有变化

让我想起了Fly-Buck。

dz20062008 · 发表于 2017-4-8 05:25:34

输入地与输出负压是一起的，输出地是单独的。所以输出地与输入地之间正12v

takashiki · 发表于 2017-4-8 06:36:15

就LZ的应用来说，你LZ的图和直接单电源接到运放毫无区别。
运放单电源供电和双电源供电没有本质的区别，电压不过是参考电位不同而已。你把12V看作参考电位，0、24V就变成±12V了。
好了，参考电位就是所谓的虚地了，你只要放大交流信号，要么加个偏置，要么用一路运放输出产生12V当作虚地就好了，根本就不要那么麻烦。

asktutu · 发表于 2017-4-13 15:20:39

dxgdsx 发表于 2017-4-6 20:11
倒是没有一定要用双电源。
由于前端输入交流信号很微弱，如果用单电源供电的话，则信号为Vdc+Vac*sin(w*t ...

Vac的幅度是多大，直流电源纹波是多少？

lanlibo · 发表于 2017-4-14 09:17:02

共地，变压器和共模电感都一个原理

lanlibo · 发表于 2017-4-14 09:18:57

图中变压器是1比1的变压器，理论用相同电感量的共模电感也能替换但是注意同名端

dxgdsx · 发表于 2017-4-19 16:22:23

最后采用单电源处理了。双电源麻烦。

3DA502 · 发表于 2017-4-19 16:40:59

我见过最无药可救的设计，就是拿共模电感当变压器

powerplj · 发表于 2017-4-20 11:07:19

3DA502 发表于 2017-4-19 16:40
我见过最无药可救的设计，就是拿共模电感当变压器

不可一偏概全
有些自激振荡开关电源里，共模形式就比变压器形式更好

zuu0 · 发表于 2017-4-20 11:29:16

给运放供电的话，直接用ICL7662就好了

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