¿Aumentando 5V/2A a +70/-70V para rieles de amplificador operacional?

Recomiendo encarecidamente no intentar ningún tipo de transformador de salida de audio para aumentar la salida del amplificador operacional como se sugiere en los comentarios. No me malinterpreten, es una técnica perfectamente válida y de uso frecuente. En realidad, es solo un tipo de adaptación de impedancia, y los transformadores de adaptación de impedancia funcionan muy bien para esto, y permiten que los amplificadores de baja impedancia controlen bobinas de voz de impedancia mucho más alta aumentando efectivamente la forma de onda de salida.

El problema es que nada de eso funciona en su aplicación porque no está manejando una bobina de voz, está manejando un transductor ultrasónico piezoeléctrico.

Esta es una distinción bastante importante que debe tener en cuenta, porque muchas de las técnicas normales que funcionan para controlar los altavoces tradicionales no son aplicables a su situación. Las bobinas de voz son desviadas por el flujo de corriente y su impedancia es de naturaleza resistiva e inductiva. Su transductor ultrasónico no es ninguna de esas cosas. Su impedancia es enteramente capacitiva.y circuito abierto a CC. Se acciona por diferencia de carga entre sus placas, no por corriente. Tan efectivamente, es desviado por el voltaje directamente. En realidad, necesita polaridad, y acoplarla a través de un transformador hará que la pierda, por lo que también tendrá que usar una etapa de rectificación síncrona para restaurar la polaridad en la salida del transformador. Esto no es un problema si maneja altavoces, pero es importante con este tipo de carga. Debe conducirlo tirando directamente de la carga de la placa hacia afuera o hacia adentro, y la forma en que debe hacerlo es la forma en que planeaba hacerlo desde el principio.

Sin embargo, tienes un par de opciones allí:

1. Puede usar un amplificador operacional de alto voltaje con rieles de suministro anchos, O
2. Use un amplificador operacional de bajo voltaje que controle la etapa de salida push-pull conectada a rieles de alto voltaje.

Creo que 1 tendrá el mejor rendimiento además de ser más simple y fácil, especialmente teniendo en cuenta la naturaleza de las señales con las que trabajará. Chips, clics, varias otras cosas deben amplificarse y (al menos, supongo) con una distorsión mínima. La opción 2 es realmente solo cuando necesita el rendimiento que solo puede encontrar en un amplificador operacional de voltaje más bajo, pero dado que hay un amplificador operacional que está diseñado específicamente para su aplicación (entre otros) y en realidad solo estamos hablando de tal vez 80kHz máximos, No veo una razón para intentar la opción 2. Sugiero la opción 1. El LTC6090 funciona muy bien exactamente para lo que necesita usarlo. Hasta el área de la almohadilla térmica, todo está contabilizado.

En cuanto a la obtención de los rieles, la hoja de datos del LTC6090 en realidad contiene un par de esquemas dedicados por completo a producir rieles de ±65 V o ±70 V para él. Puede usarlos o no, pero la topología es el punto. En mi opinión, un convertidor flyback es definitivamente su mejor opción. 5V a 70V es realmente una relación demasiado alta para un convertidor elevador. 135 V lo está empujando aún más: el LTC8331 es una gran parte, y probablemente pueda generar 135 V a partir de 5 V, pero no será eficiente ni bonito. Y no creo que los inductores con derivaciones estén disponibles para hacer la tierra virtual. Será más simple, más económico y mucho más práctico simplemente usar un convertidor flyback con dos devanados de salida.

No se deje intimidar por los convertidores flyback: solo están invirtiendo convertidores buck boost. No es broma. Mira los circuitos. Son el mismo circuito, el mismo convertidor, la misma cosa. La única diferencia es que el flyback tiene dos o más devanados en el mismo núcleo para su inductor. Y el diodo puede ser de una forma u otra dependiendo de la polaridad que quieras. Honestamente, recomendaría simplemente usar el LTC3411 como se sugiere en la hoja de datos del LTC6090. Sin embargo, es posible que desee más corriente, que es para lo que está el LTC3412: es solo un LTC3411 con el doble de capacidad actual. Desafortunadamente, probablemente debería optar por el transformador Würth, algo costoso ($ 6 en cantidades individuales), que Linear sugiere en su hoja de datos. Los transformadores Flyback realmente no necesitan un transformador adecuado y solo un inductor acoplado, pero hay pocos inductores acoplados con 3 devanados, y dudo que ninguno de ellos esté clasificado para más de 100 V (quiere algo de margen). El transformador Würth es pequeño, se monta en superficie y puede manejar con seguridad 150 V en cada devanado secundario. No puedes equivocarte con Würth, pero te harán pagar por el privilegio.

Sé que probablemente desee mantener baja la lista de materiales, pero confíe en mí, valdrá la pena el tiempo ahorrado y la ausencia de dolores de cabeza y complicaciones para simplemente 'copiar y pegar' un esquema de aplicación de un convertidor como el LTC3411/2. Las partes de conmutación de Linear también son las mejores y más fáciles de usar (y también las más caras, lamentablemente) y generalmente sugiero comenzar con una parte lineal. Una vez que tenga más experiencia y se sienta cómodo con los convertidores de conmutación, TI también es bueno y mucho más barato, aunque a menudo no será tan fácil de usar.

Deberías preocuparte por esos chirridos y pitidos ultrasónicos y todo lo demás, creo que esta es una de esas situaciones en las que tiene sentido pagar un poco más para no tener que lidiar con la fuente de alimentación para que puedas lidiar con lo que necesitas. en realidad estás haciendo. Si puede, solo tome ese transformador Würth, siga el esquema en la página 22 de la hoja de datos del LTC3412 , o hay una tabla de transformadores y sus posibles salidas en la página 10. El circuito funcionará bien con una entrada de 5 V pero con una potencia de salida reducida. solo necesita ajustar el divisor EVLO para 5V (o simplemente atarlo directamente al VIN).