Diseño de fuente de alimentación de riel dividido variable

Estoy tratando de manejar una serie de transductores piezoeléctricos y estoy luchando por encontrar un buen diseño capaz de conducir desde alrededor de +-5V a +-30V a aproximadamente 2A para mis pruebas. Hay alrededor de 12 conjuntos de transductores que deberán operar de forma independiente y, por lo tanto, requieren su propio circuito de conducción. Estoy planeando usar la mitad de los puentes H para esto. Algo como esta imagen:

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Tengo acceso a un suministro de 0-30 V, 10 A, pero la mayoría de los circuitos que he encontrado para diseños de rieles divididos tienen poca potencia y están destinados a voltajes fijos como este:

circuito de tierra virtual

También consideré usar algo como un LM1370 (regulador de conmutación 6A de alta eficiencia de 500 kHz), pero parece que también puede tener poca potencia.

Pido disculpas si esta pregunta es un poco abierta, pero si alguien tiene algún consejo sobre una solución razonable para esto, estaría muy agradecido.

¡Gracias de antemano por cualquier ayuda!

¿Por qué necesita un suministro de doble voltaje cuando usa puentes H? Los puentes H generalmente usan solo un suministro positivo y generan CA cambiando alternativamente los terminales de los dispositivos a V+ y 0 V.
Estaba planeando usar un diseño de medio puente en H que usa los rieles dobles, para ahorrar en el número de componentes si implemento un puente en H completo. Agregué una imagen para aclarar.
Eso suena como mucha corriente. Puede buscar en varios convertidores smps/DC-DC. O tal vez simplemente compre otra fuente de alimentación de 0-30 V.
Sí, buscaré varios diseños de transductores para esta investigación. Habrá alrededor de 120 transductores, por lo que estoy sobredimensionando el suministro para tener más flexibilidad. Consideré obtener otro suministro de 0-30V.
Solo otra idea para pensar. Use un medio puente, configurado en un ciclo de trabajo fijo del 50%, coloque un filtro LC en la salida. Es básicamente un dólar sincrónico. Obviamente, los componentes de salida de medio puente deben dimensionarse según sus requisitos de potencia y ondulación.

Respuestas (1)

Estoy tratando de manejar una serie de transductores piezoeléctricos y estoy luchando por encontrar un buen diseño capaz de conducir desde alrededor de +-5V a +-30V a aproximadamente 2A para mis pruebas.

Los piezoeléctricos son capacitivos y no les importa si hay contenido de CC en sus terminales o no. Simplemente diseñe un puente H de un solo lado y, si está realmente preocupado, use un condensador en serie con su piezoeléctrico, al igual que lo hace un amplificador de audio push-pull con un altavoz con referencia a tierra y un suministro de un solo lado: -

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No estoy seguro del "sabor" del piezoeléctrico del OP, pero uso algunos que son dispositivos de CC. (control de posición)
@GeorgeHerold, ¿tiene un enlace? Me sería útil.
Gracias por las respuestas señores. Debido a mi aplicación, estoy interesado en la parte de dilatación de la forma de onda, por lo que estaba considerando el riel dividido. Profundizaré en el uso de un diseño push-pull con el capacitor en serie.
@Andyaka thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=8040 thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=61 Bueno, aquí hay algunos, usamos algo como el segundo enlace, pero compramos a un distribuidor (no a Thor labs). Estos son ~100V y se mueven unas pocas micras. Puedo buscar el número de pieza y el distribuidor si eso es lo que podría estar buscando,
@Cotlone, debo agregar que estos actuadores piezoeléctricos están polarizados ... no les gusta un voltaje inverso demasiado grande.
@GeorgeHerold si el OP está usando uno polarizado, ¡entonces tomar el voltaje demasiado negativo podría ser muy problemático!
@GeorgeHerold gracias por el enlace. Sin embargo, en esta etapa, probablemente no estemos mirando actuadores polarizados. Los piezos se utilizarán para la generación estadounidense.
@Andyaka Agradezco la filtración DC de la carga, gracias por la explicación. Sin embargo, se me ocurrió una idea: si utilizo una señal PWM para modular la potencia de los transductores, ¿es probable que esto provoque un cambio de línea de base que resulte en una oscilación de voltaje desequilibrada? ¿Tengo razón al pensar que independientemente de si uso rieles eléctricos bipolares, este efecto aún ocurriría?
No estoy seguro de lo que quiere decir con un cambio de línea de base y un cambio de voltaje desequilibrado.
Perdóneme si me equivoco aquí, pero ¿un condensador en serie no evita la transmisión del componente de CC al causar esencialmente una transferencia de carga neta cero entre el punto y las oscilaciones negativas, como la que se ve en esta imagen: dnp.fmph.uniba.sk/ ~kollar/je_w/image464.gif Si esto es correcto, una secuencia de pulsos unipolares tiene un componente de línea base de CC que dependería del factor de trabajo. Me imagino que, con referencia a un dispositivo piezoeléctrico no polarizado, la cantidad de tensión inducida en cualquier dirección se vería afectada por el voltaje aplicado en esa dirección.
Si está utilizando un dispositivo piezoeléctrico básico, entonces tiene capacitancia en serie y hará exactamente lo mismo que un capacitor externo. Entonces, con una serie de pulsos unipolares, habrá una compensación de CC promedio en ese capacitor, sí. ¿Afectará lo que quiere hacer? Podría hacerlo si tiene un transductor piezoeléctrico que se alarga una cantidad y permanece alargado mientras se aplica CC. No estoy seguro de que esto suceda en un piezoeléctrico: ¿no se debe el movimiento al diferencial de voltaje aplicado, es decir, si comprimiera un piezoeléctrico, generaría voltios, pero luego ese voltaje caería a cero?
@Andyaka ¡Gracias por su respuesta y perdón por mi retraso! Ok, tampoco estoy seguro de si eso sucede, en realidad pensé que era un efecto lineal debido al campo eléctrico. Pero creo que ejecutar una configuración unipolar no será un problema a menos que entre en regiones de respuesta no lineal del piezoeléctrico (que probablemente no lo haga). Como punto relacionado, ¿cree que hay algún problema en tener un terreno común en todos estos puentes que se quedarán fuera de fase (independientemente)?
No veo que eso sea un problema.
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