Design einer variablen Split-Rail-Stromversorgung

Ich versuche, eine Reihe von Piezowandlern anzusteuern, und habe Mühe, ein gutes Design zu finden, das für meine Tests von etwa + -5 V bis + -30 V bei etwa 2 A treiben kann. Es gibt ungefähr 12 Sätze von Wandlern, die unabhängig voneinander arbeiten müssen und daher ihre eigene Treiberschaltung benötigen. Ich plane, dafür halbe H-Brücken zu verwenden. Etwas wie dieses Bild:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe Zugang zu einer 0-30-V-, 10-A-Versorgung, aber die meisten Schaltungen, auf die ich für Split-Rail-Designs gestoßen bin, sind etwas zu schwach und für Festspannungen wie diese gedacht:

Virtuelle Masseschaltung

Ich habe auch versucht, so etwas wie einen LM1370 (500 kHz High Efficiency 6A Switching Regulator) zu verwenden, aber es scheint, als wäre er auch zu schwach.

Ich entschuldige mich, wenn diese Frage etwas offen ist, aber wenn jemand einen Rat zu einer vernünftigen Lösung dafür hat, wäre ich sehr dankbar.

Vielen Dank im Voraus für jede Hilfe!

Warum benötigen Sie eine Dual-Voltage-Versorgung, wenn Sie H-Brücken verwenden? H-Brücken verwenden im Allgemeinen nur eine positive Versorgung und erzeugen Wechselstrom, indem sie die Geräteklemmen abwechselnd auf V+ und 0 V schalten.
Ich hatte vor, ein halbes H-Brücken-Design zu verwenden, das die Doppelschienen verwendet, um Komponentenzahlen zu sparen, wenn ich eine vollständige H-Brücke implementiere. Zur Verdeutlichung habe ich ein Bild hinzugefügt.
Das klingt nach viel Strom. Sie könnten sich verschiedene SMPs / DC-DC-Wandler ansehen. Oder kaufen Sie einfach ein anderes 0-30-V-Netzteil.
Ja, ich werde mir für diese Forschung verschiedene Wandlerdesigns ansehen. Es wird ungefähr 120 Wandler geben, also bin ich gerade dabei, die Versorgung zu überarbeiten, um mir mehr Flexibilität zu geben. Ich habe überlegt, eine andere 0-30-V-Versorgung zu besorgen.
Nur eine andere Idee zum Nachdenken. Verwenden Sie eine Halbbrücke, die auf eine feste Einschaltdauer von 50 % eingestellt ist, und setzen Sie einen LC-Filter auf den Ausgang. Es ist im Grunde ein synchroner Bock. Offensichtlich müssen die Halbbrücken-Ausgangskomponenten entsprechend Ihren Leistungs- und Welligkeitsanforderungen dimensioniert werden.

Antworten (1)

Ich versuche, eine Reihe von Piezowandlern anzusteuern, und habe Mühe, ein gutes Design zu finden, das für meine Tests von etwa + -5 V bis + -30 V bei etwa 2 A treiben kann.

Piezos sind kapazitiv und kümmern sich nicht darum, ob an ihren Anschlüssen DC-Inhalt vorhanden ist oder nicht. Entwerfen Sie einfach eine einseitige H-Brücke, und wenn Sie sich wirklich Sorgen machen, verwenden Sie einen Kondensator in Reihe mit Ihrem Piezo, genau wie ein Push-Pull-Audioverstärker mit einem massebezogenen Lautsprecher und einer einseitigen Versorgung: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich bin mir nicht sicher, welchen "Geschmack" der Piezo des OP hat, aber ich verwende einige, die Gleichstromgeräte sind. (Lageregelung)
@GeorgeHerold hast du einen Link - er wäre nützlich für mich.
Danke für die Antworten meine Herren. Aufgrund meiner Anwendung interessiere ich mich für den Dilatationsteil der Wellenform, weshalb ich Split Rail in Betracht gezogen habe. Ich werde mich weiter mit der Verwendung eines Gegentaktdesigns mit dem Serienkondensator befassen.
@Andyaka thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=8040 thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=61 Nun, hier sind ein paar, wir verwenden so etwas wie den zweiten Link, kaufen aber bei einem Distributor (nicht Thor Labs.) Diese sind ~100V und bewegen sich einige Mikrometer. Ich kann die Teilenummer und den Händler nachschlagen, wenn Sie danach suchen,
@Cotlone, ich sollte hinzufügen, dass diese Piezoaktoren polarisiert sind ... sie mögen keine zu große Sperrspannung.
@GeorgeHerold Wenn das OP ein polarisiertes verwendet, kann es sehr problematisch sein, die Spannung zu negativ zu nehmen!
@GeorgeHerold danke für den Link. In diesem Stadium betrachten wir jedoch wahrscheinlich keine polarisierten Aktuatoren. Die Piezos werden für die US-Generation verwendet.
@Andyaka Ich schätze die DC-Filterung der Last, danke für die Erklärung. Ich hatte nur einen Gedanken, wenn ich ein PWM-Signal verwende, um die Leistung an die Wandler zu modulieren, führt dies wahrscheinlich zu einer Grundlinienverschiebung, die zu einem unausgeglichenen Spannungshub führt? Gehe ich richtig in der Annahme, dass dieser Effekt unabhängig davon, ob ich bipolare Stromschienen verwende, immer noch auftreten würde?
Ich bin mir nicht sicher, was Sie mit einer Grundlinienverschiebung und einem unausgeglichenen Spannungshub meinen.
Verzeihen Sie mir, wenn ich hier falsch liege, aber verhindert ein Reihenkondensator nicht die Übertragung von Gleichstromkomponenten, indem er im Wesentlichen eine Null-Netto-Ladungsübertragung zwischen Punkt und negativen Schwankungen verursacht, wie in diesem Bild zu sehen ist: dnp.fmph.uniba.sk/ ~kollar/je_w/image464.gif Wenn dies richtig ist, hat eine Folge von unipolaren Impulsen eine DC-Grundlinienkomponente, die vom Tastverhältnis abhängen würde. Ich stelle mir vor, dass in Bezug auf ein nicht vorgespanntes Piezogerät die in beide Richtungen induzierte Dehnungsmenge durch die angelegte Spannung in dieser Richtung beeinflusst würde.
Wenn Sie ein einfaches Piezogerät verwenden, hat es eine Serienkapazität und dies funktioniert genau wie ein externer Kondensator. Bei einer Reihe von unipolaren Impulsen gibt es also einen durchschnittlichen DC-Offset über diesem Kondensator, ja. Beeinflusst es, was Sie tun möchten - es könnte sein, wenn Sie einen Piezowandler haben, der sich um einen Betrag verlängert und verlängert bleibt, während Gleichstrom angelegt wird. Ich bin mir nicht sicher, ob dies in einem Piezo passiert - ist die Bewegung nicht auf die Differenz der angelegten Spannung zurückzuführen, dh wenn Sie ein Piezo zusammendrücken, würde es Volt erzeugen, aber dann würde diese Spannung auf Null fallen.
@Andyaka Danke für deine Antwort und entschuldige meine Verspätung! Ok, ich bin mir auch nicht sicher, ob das passiert, ich dachte eigentlich, es wäre ein linearer Effekt aufgrund des elektrischen Feldes. Aber ich denke, dass das Ausführen einer unipolaren Konfiguration kein Problem darstellt, es sei denn, ich komme in nichtlineare Reaktionsbereiche des Piezos (was ich wahrscheinlich nicht tun werde). Denken Sie als verwandten Punkt, dass es Probleme gibt, eine gemeinsame Basis für all diese Brücken zu haben, die (unabhängig voneinander) phasenverschoben sein werden?
Ich sehe das nicht als Problem.
Design einer variablen Split-Rail-Stromversorgung
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