Establezca la referencia a tierra de una fuente de alimentación de CC de 5 V en el medio de una fuente de alimentación de CC de 24 V

Tengo 2 fuentes de alimentación AC/DC aisladas. uno genera una fuente de alimentación regulada de 5 voltios y el otro genera una fuente de alimentación de 24 voltios como se puede ver en la siguiente imagen:

dos fuentes de alimentación de CC aisladas

También he diseñado un circuito (el PCB azul de arriba) que tiene partes analógicas que funcionan con 24v y partes digitales que funcionan con 5v. La parte analógica son algunos amplificadores operacionales que uso para la amplificación de audio, por lo que necesito que la referencia GND de mi audio (en mi circuito) esté en el medio de los 24v. esta GND de referencia también se usa para ser la GND de mi circuito digital. así que mi pregunta principal es cuál es el mejor enfoque para configurar la GND de las fuentes de alimentación de 24v y 5v para que esté exactamente en el medio del riel de 24v. en otras palabras, tengo 2 pares de cables aislados de 5v y 24v y quiero tener estas señales: GND(0),-12,+12,+5

Puedes ver la pregunta principal en la siguiente imagen:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

ahora los enfoques que tengo actualmente en mi mente son los siguientes:

  1. usar un amplificador operacional:

esquemático

simular este circuito

  1. utilice un regulador de 12 voltios (7812)

esquemático

simular este circuito

Quería saber si mis enfoques están bien. y si si cual es mejor? Si hay una mejor manera de hacer esto, ¡realmente agradecería cualquier sugerencia! :)

Respuestas (2)

Tampoco funcionan bien.

La primera es la idea básica correcta, pero un opamp normal no tiene suficiente potencia, por lo que si su circuito analógico descarga más de unos pocos mA en la conexión GND, eso excede la corriente de salida del opamp, y el opamp pierde el control para que GND ya no está a medio camino entre los suministros.

El segundo funciona si el circuito analógico extrae corriente de GND (piense en una resistencia entre GND y -12V), pero no si genera corriente en GND (resistencia entre GND y +12V). En el último caso, GND se elevará hacia el riel de +12V.

Si usa la primera idea, pero reemplaza el amplificador operacional con un amplificador capaz de suministrar 1 amperio (o lo que sea que su fuente de alimentación esté clasificada, no lo dijo), tiene una buena base para una solución. (Agregue un capacitor de desacoplamiento en cada uno de R1 y R2 para reducir el ruido). Pero dicho amplificador puede ser bastante costoso y requerir un disipador de calor.

Francamente, la solución más simple es suministros separados de +12V y -12V.

Agregue a los comentarios de Brian que si tiene condensadores de derivación en sus rieles de +/- 12V a "tierra", el amplificador operacional casi seguramente oscilará a una frecuencia alta. Si coloca una resistencia de potencia de -12 V a GND, el 7812 funcionará siempre que la corriente a través de la resistencia de potencia sea lo suficientemente alta como para absorber cualquier diferencia a favor de la corriente de +12 a GND. Si no, los rieles quedarían fuera de regulación.
Gracias Brian por tu respuesta. sobre su solución más simple sin embargo! ¿Quiso decir que, en lugar de una fuente de alimentación de 24 V CA/CC, uso dos fuentes de alimentación de 12 V diferentes y ato los puntos como GND y tengo otros 3 puntos como +5, -12 y +12? sobre la corriente del circuito analógico, necesito asegurar una corriente de 1000 mA.
Gracias Spehro! ¡así que supongamos que quiero tener una garantía actual de 1A de +12 a GND y también a -12! Como su sugerencia, debería poner una resistencia de 12 ohmios-12 W en el segundo circuito para extraer continuamente 1A de GND a -12. ¡eso no es bueno!

Si la corriente extraída de sus suministros de +/-12 V es modesta (algunas decenas de mA para los amplificadores operacionales de audio), o la corriente es principalmente de +12 a -12), entonces podría usar un IC de divisor de riel como el TLE2426 , que es esencialmente su circuito de amplificador operacional pero con estabilidad garantizada con carga capacitiva. Dado que sus fuentes de alimentación son obviamente capaces de generar mucha más corriente, tendrá que analizar qué sucede si la fuente se corta momentáneamente. Debe calificar todas las partes para soportar una GND que podría estar en cortocircuito a +12 o -12.

También es posible usar un amplificador operacional y agregar partes de estabilización, pero es probable que el circuito que ha mostrado oscile con cargas reales.

Si los requisitos de corriente de su fuente de alimentación son modestos y si usa una segunda fuente de alimentación de 24 V, puede usar reguladores lineales (p. ej., 7812/7912) para reducir el +-24 a +-12 y eliminar la mayor parte del ruido de la fuente de alimentación conmutada. que sería mejor para el audio.

Gracias Spehro! ¡así que supongamos que quiero tener una garantía actual de 1A de +12 a GND y también a -12! Como su sugerencia en el comentario, debería colocar una resistencia (12 ohmios - 12 W) en el segundo circuito para extraer continuamente 1A de GND a -12. ¡eso no es bueno! ¡TLE2426 tiene una salida de corriente de aproximadamente 20 mA y eso no es suficiente! ¿Hay algo más que pueda darle una oportunidad?
Establezca la referencia a tierra de una fuente de alimentación de CC de 5 V en el medio de una fuente de alimentación de CC de 24 V
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