Diseño de una fuente de alimentación de doble voltaje conmutable

Mi proyecto se beneficiaría de la fuente de alimentación con dos modos seleccionados por un interruptor. El modo 'normal' es voltaje completo (±13.5V) a corriente completa (~5A), el modo 'alto' es doble voltaje (±27V) a la mitad de corriente (~1.8A, ver nota 2). Se me ocurrió un circuito duplicador/rectificador bastante básico con la tierra del circuito conectada a un devanado de transformador o desconectada de él.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Según mis simulaciones, el interruptor necesitaría manejar picos de corriente bastante altos, hasta 60 A con un transformador de 27 V y 5 A. La pregunta es, ¿cómo debo diseñar el interruptor? En las corrientes, estos relés altos tienden a volverse raros y costosos. Además, los relés automotrices, por ejemplo, generalmente se especifican para 14 VCC, por lo que también hay un poco de incertidumbre. El cambio debería ocurrir unas cuantas veces en una hora como máximo, pero de todos modos estoy tratando de diseñar para la longevidad.

¿Hay una mejor manera de diseñar tal suministro? Sin comprar otro transformador que sea.

Nota 1. Idealmente, usaría un transformador adecuado con devanados dobles o con derivación central. Sin embargo, esta no es realmente una opción, los transformadores son un poco caros y difíciles de encontrar donde vivo. Así que tengo que compensar eso con trucos esquemáticos. Tampoco me importa la capacitancia adicional en el filtro, los condensadores son más fáciles de conseguir.

Nota 2. Entiendo que en el modo alto habrá menos de la mitad de la corriente máxima debido al aumento de la corriente máxima y, por lo tanto, al calentamiento.

Buen primer post, Eugene. Algunas sugerencias: (1) Haga doble clic en los diodos y elimine los números de pieza 1N4148. Son sólo 100 mA, creo. (2) Agregue un par de nodos donde está la salida de este circuito. No está claro en este momento. (3) Error menor en C2 "10 mF F". (4) Si ha realizado algún cálculo para la caída de voltaje entre semiciclos con C1 y C2 a 10 mF, agréguelos. +1.
¿Necesita el pin de voltaje central como salida? puede desequilibrar tus gorras en "modo normal"

Respuestas (3)

Para reducir la ondulación y la corriente máxima, a expensas de un voltaje reducido, puede agregar un inductor a las patas positivas y negativas para hacer un filtro de entrada de choque . Esto también reducirá la posibilidad de destruir los diodos por la corriente de entrada al cerrar el interruptor.

Los estranguladores se pueden optimizar para reducir la ondulación, en cuyo caso la salida estaría más cerca de RMS que el voltaje máximo, o un estrangulador más pequeño aumentaría la salida y la ondulación, pero podría mantener tolerable la corriente máxima.

Por cierto, los filtros de entrada de estrangulador reducen el calentamiento del transformador debido a una corriente máxima más baja, por lo que la potencia de salida promedio no se ve afectada, aunque el voltaje de salida es menor.

En primer lugar, debo decir que algunas partes no están claras, como los requisitos de conmutación, es decir, las especificaciones de frecuencia y tiempo de respuesta. ¿Alguna vez ha considerado usar interruptores electrónicos, IGBT, FET?

En caso afirmativo, tal vez pueda considerar el uso de técnicas de conmutación suave para reducir la corriente de entrada.

Otra opción es usar NTC o PTC para limitar la corriente de entrada. Este es un truco comúnmente utilizado en situaciones similares a la tuya. Eche un vistazo aquí: https://www.ametherm.com/inrush-current/ptc-thermistors-for-inrush-current-limiting

Quizás sean comentarios beneficiosos, pero se requiere una publicación en la respuesta para responder realmente la pregunta, y esto no es así.

Si no necesita la salida de 0V, su circuito está en su mayoría bien. Simplemente agregaría resistencias de 100k en paralelo con los capacitores para garantizar que no se desequilibren demasiado (en casos extremos, uno puede volverse negativo y luego pueden suceder cosas malas). Además de eso, solo debe asegurarse de no destruir su relé y diodos cuando se produzca la conmutación. Eso puede justificar una resistencia en serie en alguna parte.

Sin embargo, si necesita esa salida de 0V, creo que su circuito deberá volverse mucho más complejo.

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