Stellen Sie die Massereferenz eines 5-V-DC-Netzteils auf die Mitte eines 24-V-DC-Netzteils ein

Ich habe 2 isolierte AC/DC-Netzteile. Einer erzeugt eine geregelte 5-Volt-Stromversorgung und der andere eine 24-Volt-Stromversorgung, wie Sie im Bild unten sehen können:

zwei isolierte Gleichstromversorgungen

Ich habe auch eine Schaltung (die blaue Platine oben) entworfen, die analoge Teile hat, die mit 24 V arbeiten, und einen digitalen Teil, der mit 5 V arbeitet. Der analoge Teil sind einige Operationsverstärker, die ich zur Audioverstärkung verwende, daher muss die GND-Referenz meines Audios (auf meiner Schaltung) in der Mitte der 24 V liegen. Dieser Referenz-GND wird auch als GND meiner digitalen Schaltung verwendet. Meine Hauptfrage ist also, was der beste Ansatz ist, um den GND von 24-V- und 5-V-Netzteilen so einzustellen, dass er genau in der Mitte der 24-V-Schiene liegt. Mit anderen Worten, ich habe 2 Paar isolierte 5-V- und 24-V-Kabel und möchte diese Signale haben: GND (0), -12, +12, +5

Sie können die Hauptfrage im Bild unten sehen:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

jetzt sind die Ansätze, die ich derzeit im Kopf habe, wie folgt:

  1. Verwenden Sie einen Operationsverstärker:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung

  1. Verwenden Sie einen 12-Volt-Regler (7812)

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung

Ich wollte wissen, ob meine Ansätze in Ordnung sind? und wenn ja, was ist besser? Wenn es eine bessere Möglichkeit gibt, dies zu tun, würde ich mich sehr über Vorschläge freuen! :)

Antworten (2)

Beides funktioniert nicht gut.

Die erste ist die richtige Grundidee, aber ein normaler Operationsverstärker hat nicht genug Leistung. Wenn also Ihre analoge Schaltung mehr als ein paar mA auf die GND-Verbindung abgibt, übersteigt dies den Ausgangsstrom des Operationsverstärkers und der Operationsverstärker verliert die Kontrolle, sodass GND ist nicht mehr auf halbem Weg zwischen den Lieferungen.

Der zweite funktioniert, wenn die analoge Schaltung Strom aus GND zieht (denken Sie an einen Widerstand zwischen GND und -12 V), aber nicht, wenn sie Strom in GND (Widerstand zwischen GND und +12 V) einspeist. Im letzteren Fall wird GND zur +12V-Schiene hochgezogen.

Wenn Sie die erste Idee verwenden, aber den Operationsverstärker durch einen Verstärker ersetzen, der 1 Ampere liefern kann (oder wofür Ihr Netzteil ausgelegt ist, haben Sie nicht gesagt), haben Sie eine gute Grundlage für eine Lösung. (Fügen Sie einen Entkopplungskondensator über R1 und R2 hinzu, um das Rauschen zu reduzieren). Aber ein solcher Verstärker kann ziemlich teuer sein und einen Kühlkörper erfordern.

Ehrlich gesagt ist die einfachste Lösung eine separate +12-V- und -12-V-Versorgung.

Fügen Sie zu Brians Kommentaren hinzu, dass der Operationsverstärker mit ziemlicher Sicherheit mit hoher Frequenz schwingen wird, wenn Sie Bypass-Kondensatoren auf Ihren +/- 12-V-Schienen auf "Masse" haben. Wenn Sie einen Leistungswiderstand von -12 V auf GND legen, würde der 7812 funktionieren, solange der Strom durch den Leistungswiderstand hoch genug ist, um jeden Unterschied zugunsten des Stroms von +12 auf GND aufzusaugen. Wenn nicht, würden die Schienen außer Kontrolle geraten.
Danke Brian für deine Antwort. über Ihre einfachste Lösung aber! Sie meinten, dass ich anstelle eines 24-V-AC / DC-Netzteils zwei verschiedene 12-V-Netzteile verwende und die Punkte als GND zusammenbinde und 3 andere Punkte als +5, -12 und +12 habe? Über den analogen Schaltungsstrom muss ich 1000 mA Strom sicherstellen.
Danke Spero! Nehmen wir also an, ich möchte eine 1A-Stromsicherung von +12 bis GND und auch bis -12 haben! Als Ihr Vorschlag sollte ich einen 12-Ohm-12-W-Widerstand in den zweiten Stromkreis einbauen, um kontinuierlich 1 A von GND auf -12 zu ziehen. Das ist nicht gut!

Wenn der von Ihren +/-12-V-Versorgungen gezogene Strom bescheiden ist (einige zehn mA für Audio-Operationsverstärker) oder der Strom hauptsächlich zwischen +12 und -12 liegt), können Sie einen Schienensplitter-IC wie den verwenden TLE2426 , das ist im Wesentlichen Ihre Operationsverstärkerschaltung, aber mit garantierter Stabilität bei kapazitiver Belastung. Da Ihre Netzteile offensichtlich viel mehr Strom vertragen, müssen Sie analysieren, was passiert, wenn die Versorgung kurzzeitig kurzgeschlossen wird. Sie sollten alle Teile so bewerten, dass sie einem GND standhalten, das auf +12 oder -12 kurzgeschlossen werden könnte.

Es ist auch möglich, einen Operationsverstärker zu verwenden und Stabilisierungsteile hinzuzufügen, aber die von Ihnen gezeigte Schaltung oszilliert wahrscheinlich mit echten Lasten.

Wenn der Strombedarf Ihres Netzteils gering ist und Sie eine zweite 24-V-Versorgung verwenden, können Sie Linearregler (z. B. 7812/7912) verwenden, um +-24 auf +-12 zu reduzieren und den größten Teil des Schaltnetzteilrauschens zu beseitigen. was für Audio besser wäre.

Danke Spero! Nehmen wir also an, ich möchte eine 1A-Stromsicherung von +12 bis GND und auch bis -12 haben! Als Ihr Vorschlag im Kommentar sollte ich einen (12 Ohm - 12 W) Widerstand in den zweiten Stromkreis einbauen, um kontinuierlich 1A von GND auf -12 zu ziehen. Das ist nicht gut! TLE2426 hat nur etwa 20 mA Stromausgang und das ist nicht genug! Gibt es sonst noch etwas, was ich ausprobieren könnte?
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