Obtenga un rango de -50 V a 50 V desde la salida de la batería

Tengo el siguiente problema: en el sistema que funciona con batería (batería de iones de litio 4S1P, 14,8 V) necesito crear salidas de -50 V a 50 V. El sistema tiene un microcontrolador a bordo.

Estoy desconcertado sobre cómo hacerlo. Inicialmente, planeé usar un DAC bipolar que daría una salida de +/- 5 V más o menos y luego lo amplificaría con una ganancia de 10 para obtener un total de +/- 50 V.

El problema es, ¿cómo obtener una fuente de alimentación con un rango de -50 V a + 50 V de la batería de iones de litio 4S? Estoy familiarizado con el concepto de tener dos fuentes de 50 V, luego conectar el + de una fuente al - de otra y usar ese punto como terreno común. La corriente total necesaria a +/-50 V es de 300 mA. Las cargas son resistivas.

ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Puedo conectarme en esta topología usando dos convertidores elevadores (conmutadores)? ¿Funcionaría?

Gracias; D. Pétrico

¿Cuánta corriente necesita a +/- 50V?
" Flujo de dirección de voltaje " no es correcto. El voltaje no fluye, la corriente sí. " ... y luego amplificarlo con una ganancia de 10 para obtener un total de +/- 50 V". Explica para qué sirve la potencia y cuánta corriente necesitas. Ponga los detalles en su pregunta original .
¿Qué quieres hacer después del DAC? Tenga en cuenta que hay muy pocos amplificadores operacionales que puedan soportar 100 V.
Si DAC da 5V, necesito amplificar a 50V. Si da -50V, necesito amplificar a -50V. Eso es lo que hay que hacer después del DAC.
@ D.Petric Un amplificador no funcionaría, porque un amplificador que puede generar 50 V necesita una fuente de alimentación con 50 V o más. Necesitas un regulador de conmutación.

Respuestas (3)

Si desea hacer esto con un solo circuito SMPS, necesita algún tipo de transformador o acoplamiento capacitivo. Puede hacer esto con la topología SEPIC http://www.linear.com/solutions/7345 Solución SEPIC lineal

TI tiene una nota de aplicación con transformador y opciones de acoplamiento capacitivo para topología boost http://www.ti.com.cn/cn/lit/an/slua288/slua288.pdf

Solución acoplada capacitiva de Texas

Buck también se puede usar para esto, pero obviamente no se aplica aquí.

Si desea una solución sencilla, use boost para +50 V y buck-boost para -50 V. A menudo, puede usar el convertidor de dinero como un impulso de dinero, Texas tiene notas de aplicación para algunas soluciones diferentes. Como beneficio adicional, ambas salidas están bien reguladas, la salida dual puede tener problemas con la regulación cruzada. La nota de TI le muestra la eficiencia y la regulación que sufre cuando comienza a drenar más de 100 mA.

Se me ocurre que, dado que el voltaje de salida es bastante alto (+/- 50 V), el acoplamiento capacitivo probablemente no sea práctico. Ese último diseño de refuerzo se puede implementar con un transformador que debería manejarlo bien, suponiendo que las piezas tengan las tolerancias requeridas.

Una fuente de alimentación de modo conmutado (SMPS) suele ser la forma más eficiente y sencilla de convertir una fuente de batería en rieles de suministro bipolares.

¿Puedo conectarme en esta topología usando dos convertidores elevadores (conmutadores)? ¿Funcionaría?

No, no si estás hablando del convertidor de impulso clásico en esta imagen:

Regulador de impulso (dominio público)

El problema es que el terminal negativo del voltaje elevado es el mismo que el terminal negativo de la fuente de alimentación (paquete de batería). Si conectas un segundo de estos a la misma batería y luego conectas su terminal positivo al terminal negativo del primero, cortocircuitas el segundo. No le va a gustar eso.

Puede usar un convertidor elevador normal para los +50 V, pero para los -50 V necesitará lo que se llama un regulador de conmutación inversor .

Gracias; ¿Puede darme un ejemplo para invertir el regulador de conmutación que puede funcionar hasta -50V?
Para recomendar una parte específica, tendría que saber más sobre su aplicación, como se solicita en los comentarios debajo de su pregunta. Otra respuesta ya recomienda algunas partes, tal vez esas puedan ayudarlo a comenzar. Pero al final, debe buscar en las páginas del fabricante o en las páginas de la tienda usted mismo una pieza que se ajuste a sus requisitos. Hay cientos de reguladores diferentes con características muy diferentes como voltaje máximo, ondulación máxima, corriente máxima, etc.
Dadas dos baterías como en el diagrama de OP, puede hacer un regulador de impulso positivo y un regulador de impulso negativo. Pero creo que si no se necesita una regulación muy estricta, preferiría la solución de salida dual para agotar las dos baterías por igual.
Sí, podría hacer eso, pero la pregunta del OP sonaba como si solo hubiera una batería monolítica con una sola salida. La imagen de dos baterías fue solo para aclarar cómo poner dos fuentes de alimentación en serie.
Obtenga un rango de -50 V a 50 V desde la salida de la batería
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