Op-amp रेल के लिए 5V / 2A से + 70 / -70V को बढ़ावा देना?


9

मैं पहनने योग्य अनुसंधान परियोजना के लिए एक अल्ट्रासोनिक "ट्वीटर" चलाने की कोशिश कर रहा हूं। एक सामान्य वक्ता की तुलना में, ट्वीटर में बहुत अधिक प्रतिबाधा होती है, जो 4kohm से ऊपर होती है। नतीजतन, इसे प्रशंसनीय शक्ति का उत्पादन करने के लिए एक बहुत ही उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है, लेकिन आरएमएस वर्तमान ड्रॉ कुछ ट्वीटर प्रति अधिकतम पर है। मैं LTC6090 सेशन- amp का उपयोग कर रहा हूं, जो रेल पर +/- 70V तक स्वीकार करता है और उन आवृत्तियों के साथ बहुत अच्छी तरह से काम करता है जिनकी मुझे रुचि है।

अब तक मैं रेल में 12V वोल्टेज रेगुलेटर और LT1054 वोल्टेज डबलर का उत्पादन करने के लिए रेलगाड़ियों में +/- 22V का जानकी संयोजन का उपयोग कर रहा हूं, लेकिन यदि संभव हो तो मैं बेहतर करना चाहूंगा। वहाँ विकल्पों की एक दुनिया लगती है, लेकिन यहाँ कुछ मैं विचार कर रहा हूँ:

  1. LT8331 का उपयोग 135V के चारों ओर वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए इसके डेटाशीट के पेज 22 पर एप्लिकेशन नोट का उपयोग करके करें, फिर इस तरह के एकध्रुवीय का उपयोग करें द्विध्रुवी डीसी कनवर्टर को कुछ भारी-शुल्क BJTs के साथ इसे +/- 65V में बदलने के लिए। या मैं रेल पर 0 / 135V डाल सकता हूं और वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग करके 5V सिग्नल को बायस कर सकता हूं?

  2. एक विन्यास में LM2587 फ्लाईबैक रेगुलेटर का उपयोग करें, जो +/- 70V के उत्पादन के लिए दिखाया गया है। यह एक व्यवहार्य लगता है, क्योंकि विज्ञापित अधिकतम आउटपुट वोल्टेज 60V है, लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि मैं एक उच्च आउटपुट वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए यहां घटक मूल्यों को बदल सकता हूं।

LM2587 आवेदन

  1. एक LT1054 का प्रयोग करें + 5V को +/- 10V में बदलने के लिए और फिर दो अलग-अलग बूस्ट आईसी के साथ +/- 70V में बदल दें।

इनमें से कुछ के लिए, मुझे कई चरणों में बढ़ावा देने की आवश्यकता हो सकती है; मेरे पास 5-> 35 वी नियामक है जिसे मैं दूसरे चरण में इनपुट के रूप में उपयोग कर सकता हूं। यह अक्षम हो सकता है लेकिन मेरा आवेदन शक्ति गहन नहीं है, इसके लिए बहुत कम करंट की आवश्यकता होती है, और यह ज्यादातर एक प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट है, इसलिए इस बिंदु पर यह मेरे लिए कोई समस्या नहीं है।

अनिवार्य रूप से, मैं ऐसा करने के बारे में जाने का सबसे अच्छा तरीका जानना चाहूंगा। यह संभावना नहीं है कि मैं इस समस्या का सामना करने वाला पहला व्यक्ति हूं और मैं सुरंग की दृष्टि से बचने या पहिया को उन तरीकों से सुदृढ़ करने की कोशिश करना चाहूंगा जो अक्षम, अविश्वसनीय या खतरनाक होने की संभावना है। मैं किसी भी अंतर्दृष्टि की सराहना करता हूं, जो उच्च-स्तरीय डिजाइन सलाह से लेकर विशिष्ट घटकों या टोपोलॉजी तक में सहायक हो सकता है।

मैं इस स्टेक्सएक्सचेंज के लिए नया हूं इसलिए कृपया कंपोनेंटशीट के लिंक की कमी को माफ कर दें, मेरे पास उन्हें पोस्ट करने के लिए पर्याप्त प्रतिनिधि नहीं है।


2
आप एम्पलीफायर को कम वोल्टेज पर संचालित क्यों नहीं कर सकते हैं, जैसे 5 वी, और सिग्नल आयाम को 10-20 बार बढ़ाने के लिए एक ट्रांसफार्मर का उपयोग करें?
JMS

मुझे मानना ​​होगा कि मैंने इसे इस तरह से करने पर ध्यान नहीं दिया है। मैंने पहले पुनरावृत्ति पर ट्रांसफ़ॉर्मरों के बारे में स्पष्ट कदम उठाया क्योंकि मुझे बहुत कॉम्पैक्ट कुछ भी नहीं मिला, लेकिन यह एक दूसरा रूप लेने का समय हो सकता है।
इयान रेनॉल्ड्स

1
अल्ट्रासोनिक आवृत्तियों पर (आप किस फ्रीक हैं? क्या आप इस मच्छर भगाने वाले यंत्र को चलाने की योजना बना रहे हैं?) ट्रांसफार्मर, सौभाग्य से, 50 / 60Hz ac mains फ़्रीक्वेंसी में आपके द्वारा उपयोग की जा सकने वाली किसी भी चीज़ से बहुत कम प्राप्त कर सकते हैं। एक अन्य विकल्प जिसे आपने अभी तक नहीं माना होगा: आप केंद्र-टैप किए गए प्रारंभकर्ता के साथ एक हिरन-बूस्ट टोपोलॉजी कनवर्टर का निर्माण कर सकते हैं। प्रारंभकर्ता के एक छोर को आपकी + 70V रेल को खिलाने दें, दूसरे छोर को -70V रेल को फीड करें, और केंद्र-नल एक "सिग्नल ग्राउंड" देता है (इसे बिजली आपूर्ति GND से कनेक्ट न करें) जो आप अपने इनपुट सिग्नल को जोड़ सकते हैं सेवा।
रोबेर्क KV5ROB

@ इयानरॉल्ड्स: अर्थात्, आखिरकार, आपका स्विचिंग कनवर्टर क्या करता है, और इसी तरह की आवृत्ति पर। तो आप किसी भी तरह से एक समान प्रारंभ करनेवाला की जरूरत है ...
ब्रायन Drummond

@ RobhercKV5ROB डिवाइस को लगभग 30-80kHz की रेंज में, चिरप्स और क्लिक्स जैसे ब्रॉडबैंड सिग्नल को आउटपुट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। मुझे यकीन नहीं है कि ऑफ-द-शेल्फ ट्रांसफार्मर कैसे खरीदें, विशेष रूप से छोटे वाले सतह पर चढ़ने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। क्या यह एक अच्छी जगह है? आवृत्ति रेंज सही दिखती हैं और मैं एक प्रतिबाधा अनुपात चुन सकता हूं जो मेरी आवश्यकताओं के अनुरूप है।
इयान रेनॉल्ड्स

जवाबों:


8

मैं किसी भी तरह के ऑडियो आउटपुट ट्रांसफ़ॉर्मर को आज़माने के खिलाफ जोरदार सिफारिश करूंगा, जैसे कि op amp का आउटपुट बढ़ाने के लिए टिप्पणियों में सुझाया जा रहा है। मुझे गलत मत समझो, यह पूरी तरह से मान्य और अक्सर इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक है। वास्तव में, यह एक प्रकार का प्रतिबाधा मिलान है, और प्रतिबाधा मिलान ट्रांसफार्मर इसके लिए बहुत अच्छा काम करते हैं, और कम प्रतिबाधा एम्पलीफायरों को आउटपुट वेव फॉर्म को प्रभावी ढंग से आगे बढ़ाने के द्वारा बहुत अधिक प्रतिबाधा आवाज कॉइल चलाते हैं।

समस्या यह है कि आपके एप्लिकेशन में कोई भी काम नहीं करता है क्योंकि आप वॉइस कॉइल नहीं चला रहे हैं, आप पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक ट्रांसजेंडर चला रहे हैं।

यह एक काफी महत्वपूर्ण अंतर है जिसके बारे में आपको जानकारी होनी चाहिए, क्योंकि पारंपरिक वक्ताओं को चलाने के लिए काम करने वाली कई सामान्य तकनीकें आपकी स्थिति पर लागू नहीं होती हैं। वॉयस कॉइल को वर्तमान प्रवाह द्वारा विक्षेपित किया जाता है और उनकी बाधा प्रकृति में प्रतिरोधक और प्रेरक होती है। आपका अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर उन चीजों में से कोई भी नहीं है। इसका प्रतिबाधा पूरी तरह से कैपेसिटिव हैऔर डीसी को खुला सर्किट। यह अपनी प्लेटों के बीच आवेश अंतर द्वारा क्रियाशील है, करंट नहीं। तो प्रभावी ढंग से, यह वोल्टेज द्वारा सीधे विक्षेपित होता है। आपको वास्तव में ध्रुवीयता की आवश्यकता होती है, और एक ट्रांसफार्मर के माध्यम से इसे युग्मित करने से आपको यह खोना होगा, इसलिए आपको ट्रांसफार्मर के उत्पादन पर ध्रुवीयता को पुनर्स्थापित करने के लिए एक तुल्यकालिक सुधार चरण का उपयोग करना होगा। यह एक समस्या नहीं है अगर ड्राइविंग स्पीकर, लेकिन यह इस तरह के लोड के साथ मायने रखता है। आपको प्लेट चार्ज को सीधे या उसके द्वारा खींचकर इसे चलाने की आवश्यकता है, और जिस तरह से आपको यह करना चाहिए वह वह तरीका है जिसे आप शुरू से करने की योजना बना रहे थे।

हालांकि आपके पास कुछ विकल्प हैं:

  1. आप व्यापक आपूर्ति रेल के साथ एक उच्च वोल्टेज ऑप amp का उपयोग कर सकते हैं, या
  2. उच्च वोल्टेज रेल से बंधे पुश-पुल आउटपुट चरण को नियंत्रित करने वाले कम वोल्टेज सेशन amp का उपयोग करें।

मुझे लगता है कि 1 सबसे अच्छा प्रदर्शन करने के साथ-साथ सरल और आसान होने जा रहा है, खासकर उन संकेतों की प्रकृति पर विचार करना जिनके साथ आप काम कर रहे होंगे। चिप्स, क्लिक, विभिन्न अन्य चीजों को न्यूनतम विरूपण के साथ प्रवर्धित किया जाना चाहिए और (कम से कम, मुझे लगता है)। विकल्प 2 वास्तव में केवल तभी होता है जब आपको प्रदर्शन की आवश्यकता होती है, आप केवल कम वोल्टेज सेशन amp से पा सकते हैं, लेकिन चूंकि एक ऑप amp है जो विशेष रूप से आपके आवेदन के लिए डिज़ाइन किया गया है (दूसरों के बीच) और हम वास्तव में केवल 80kHz टॉप के बारे में बात कर रहे हैं, मुझे विकल्प 2 का प्रयास करने का कोई कारण नहीं दिखता है। मेरा सुझाव है कि विकल्प 1। LTC6090 आपके द्वारा उपयोग की जाने वाली सटीक चीज़ के लिए बहुत अच्छी तरह से काम करता है। थर्मल पैड क्षेत्र के नीचे, सब कुछ के लिए जिम्मेदार है।

रेल प्राप्त करने के लिए, LTC6090 के लिए डेटाशीट में वास्तव में पूरी तरह से ± 65V या V 70V रेल के उत्पादन के लिए समर्पित योजनाबद्ध के एक जोड़े शामिल हैं। आप उनका उपयोग कर सकते हैं या नहीं, लेकिन टोपोलॉजी बिंदु है। मेरी राय में, एक फ्लाईबैक कनवर्टर निश्चित रूप से आपका सबसे अच्छा दांव है। बूस्ट कन्वर्टर के लिए 5V से 70V वास्तव में बहुत अधिक है। 135V इसे और भी आगे बढ़ा रहा है - LTC8331 महान हिस्सा है, और यह शायद 5V से 135V बना सकता है, लेकिन यह कुशल या सुंदर नहीं होगा। और मुझे नहीं लगता कि टैप किए गए इंडिकेटर वर्चुअल ग्राउंड बनाने के लिए उपलब्ध हैं। यह केवल दो आउटपुट वाइंडिंग के साथ फ्लाईबैक कनवर्टर का उपयोग करने के लिए सरल, सस्ता और बहुत अधिक व्यावहारिक होगा।

फ्लाईबैक कन्वर्टर्स द्वारा डराया नहीं जा रहा है - वे सिर्फ हिरन बूस्टर कन्वर्टर्स inverting कर रहे हैं। यह कोई मज़ाक नहीं है। सर्किट को देखो। वे एक ही सर्किट, एक ही कनवर्टर, एक ही बात कर रहे हैं। एकमात्र अंतर यह है कि फ्लाईबैक में इसके प्रारंभकर्ता के लिए एक ही कोर पर दो या अधिक घुमाव होते हैं। और डायोड एक तरह से या दूसरे हो सकता है जो आप चाहते हैं कि ध्रुवता पर निर्भर करता है। ईमानदारी से, मैं LTC6011 के डेटशीट में सुझाए अनुसार LTC3411 का उपयोग करने की सलाह दूंगा। आप अधिक वर्तमान चाहते हो सकता है, जो कि LTC3412 के लिए है - यह सिर्फ LTC3411 है जो वर्तमान क्षमता से दोगुना है। दुर्भाग्य से, आपको शायद कुछ कीमत के साथ जाना चाहिए (एकल मात्रा में $ 6) वुर्थ ट्रांसफॉर्मर रैखिक अपने डेटाशीट में सुझाव देता है। फ्लाईबैक ट्रांसफार्मर को वास्तव में एक उचित ट्रांसफार्मर की जरूरत नहीं है और बस एक युग्मित प्रारंभ करनेवाला है, लेकिन 3 वाइंडिंग के साथ कुछ युग्मित प्रेरक हैं, और मुझे संदेह है कि उनमें से कोई भी 100 + वी के लिए रेट किया गया है (आप कुछ हेडरूम चाहते हैं)। वुर्थ ट्रांसफार्मर छोटा है, सतह माउंट है, और प्रत्येक माध्यमिक घुमावदार पर 150V को सुरक्षित रूप से संभाल सकता है। आप वुर्थ के साथ गलत नहीं कर सकते, लेकिन वे आपको विशेषाधिकार के लिए भुगतान करेंगे।

मुझे पता है कि आप शायद बीओएम को नीचे रखना चाहते हैं, लेकिन मुझ पर भरोसा करें, यह समय की बचत और सिरदर्द और जटिलताओं की कमी के रूप में होगा, LTC3411 / 2 जैसे एक कनवर्टर से एक आवेदन योजनाबद्ध 'कॉपी और पेस्ट'। रैखिक के स्विचिंग पार्ट्स भी उपयोग करने के लिए सबसे अच्छे और सबसे आसान (और सबसे दुख की बात है) और मैं आमतौर पर एक रैखिक हिस्से के साथ शुरू करने का सुझाव देता हूं। एक बार जब आप स्विचिंग कन्वर्टर्स के साथ अधिक अनुभवी और सहज हो जाते हैं, तो टीआई बहुत अच्छा और बहुत सस्ता है, हालांकि अक्सर उपयोग करने के लिए काफी आसान नहीं होगा।

आपको उन अल्ट्रासोनिक चिरागों और हूट्स के बारे में चिंता करनी चाहिए और क्या नहीं, मुझे लगता है कि यह उन स्थितियों में से एक है, जहां यह समझ में आता है कि बिजली की आपूर्ति से निपटने के लिए कुछ और नहीं देना पड़ता है ताकि आप उस चीज से निपट सकें। ' वास्तव में कर रहे हैं। यदि आप कर सकते हैं, तो बस उस Würth ट्रांसफार्मर को पकड़ो, LTC3412 डेटाशीट के पेज 22 पर योजनाबद्ध का पालन करें , या ट्रांसफॉर्मर की एक तालिका है और पृष्ठ 10 पर उनके संभावित आउटपुट हैं। सर्किट 5V इनपुट के साथ ठीक काम करेगा, लेकिन कम आउटपुट पावर के साथ। आपको केवल 5V के लिए ईवीएलओ विभक्त को समायोजित करने की आवश्यकता है (या बस इसे सीधे VIN से टाई करें)।


यह एक उत्कृष्ट उत्तर है और मैं इसे लिखने के लिए समय निकालने के लिए आपको पर्याप्त धन्यवाद नहीं दे सकता हूं - मैं लोड को कैपेसिटिव के रूप में बिल्कुल भी नहीं सोच रहा हूं (भले ही निर्माता ने प्रतिबाधा कम होने के बारे में एक गुप्त संकेत भी दिया हो आवृत्ति, yikes!) तो आपने मुझे बहुत सिरदर्द से बचाया है। मैं शायद सिर्फ 6090 डेटाशीट से योजनाबद्ध के साथ जाऊँगा। $ 6 का ट्रांसफार्मर खरीदना बैंक को तोड़ने वाला नहीं है क्योंकि हमें केवल इनमें से किसी एक को बनाने की जरूरत है :) फिर से धन्यवाद!
इयान रेनॉल्ड्स

2
@IanReynolds - हमेशा कम से कम 2 प्रोटोटाइप बनाएं! इस तरह, जब आप पहले के बारे में सोचते हैं, तो आप दूसरे के साथ काम कर सकते हैं। मैं वहाँ गया था।
कॉनर वुल्फ
हमारी साइट का प्रयोग करके, आप स्वीकार करते हैं कि आपने हमारी Cookie Policy और निजता नीति को पढ़ और समझा लिया है।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.