Skąd wziąć zasilanie symetryczne?

Ostatnio pisałem o tym jak to czy stosujemy w układzie zasilanie symetryczne czy niesymetryczne wpływa konstrukcję układu wykorzystującego wzmacniacze operacyjne (artykuł można znaleźć tutaj). Dzisiaj zastanowimy się nad tym skąd wziąć w naszym urządzeniu zasilanie symetryczne czyli dwa punkty o regulowanym potencjale elektrycznym, z których jeden ma potencjał ujemny, a drugi dodatni względem masy układu.

Typowy, niesymetryczny układ stabilizacji napięcia

Rysunek poniżej prezentuje bardzo prosty zasilacz stabilizowany o niesymetrycznym napięciu +5 V. Omówmy szybko do czego służą poszczególne elementy. Transformator obniża napięcie z sieci, a mostek prostowniczy i kondensator C1 zamieniają napięcie przemienne AC na napięcie (mniej więcej) stałe. Układ L7805  stabilizuje napięcie wyjściowe na poziomie +5V. Kondensator C2 służy do zapewnienia stabilności i właściwej reakcji stabilizatora na szybkie zmiany poboru prądu. Dioda D1 jest opcjonalna i potrzebna wtedy gdy do wyjścia zasilacza będzie dołączona duża pojemność. W takiej sytuacji, po odłączeniu zasilania pojemność musiałaby się rozładować przez stabilizator co mogłoby go uszkodzić.

Prosty, niesymetryczny zasilacz stabilizowany +5 V.

Zasilacz symetryczny

Załóżmy teraz, że potrzebujemy zasilania symetrycznego, czyli oprócz napięcia +5 V względem masy potrzebne nam jest też napięcie -5 V. Ktoś mógłby pomyśleć o zbudowaniu układu z dwóch stabilizatorów L7805 tak jak na rysunku poniżej. 

Niezbyt udany pomysł na zasilanie symetryczne.

Ten układ ma wiele wad. Pierwsza z nich to taka, że nie stabilizuje napięcia ujemnego względem masy, ale ujemnej szyny zasilającej. Po pierwsze oznacza to, że np. przy napięciu na ujemnej szynie równemu -7 V na wyjściu VEE dostaniemy nie -5 V, ale -2 V względem masy. Po drugie wszystkie fluktuacje napięcia na ujemnej szynie zasilającej przeniesie się bezpośrednio na VEE. Nie uzyskam więc wymaganej stabilizacji.

Druga wada układu polega na tym, że w wyjścia układu L7805 prąd może tylko wypływać, a nie może do niego wpływać. Najprawdopodobniej nie będzie do odpowiadać wymaganiom zasilanego układu.

Lepsze rozwiązanie polega na tym, żeby zastosować „siostrzaną” wersję stabilizatora, który będzie stabilizował napięcie ujemne względem masy. Dla układu L7805 jest to układ L7905. Schemat zasilacza wygląda tak jak na rysunku poniżej.

Stabilizowany zasilacz symetryczny +/- 5 V.

Teraz układ może stabilizować napięcie ujemne na poziomie -5 V względem masy. Do tego prąd może wpływać do wyjścia układu L7905. 

Ważne jest zastosowanie diod D1 i D3. Warto zerknąć do not katalogowych producenta układu i sprawdzić jakie diody zaleca. Ich zadaniem jest nie dopuszczenie do sytuacji, w której jeden ze stabilizatorów „zatrzaśnie” (latch-up) drugi. Objawia się to pojawieniem na wyjściu zatrzaśniętego stabilizatora napięcia o przeciwnej polaryzacji niż powinno i zdarza np. gdy jeden z układów uruchomi się szybciej niż drugi.

Zasilanie symetryczne w zasilaczach warsztatowych

W warunkach warsztatowych można połączyć ze sobą dwie sekcje wielosekcyjnego zasilacza lub nawet dwa osobne zasilacze, żeby uzyskać zasilanie symetryczne. Należy przy tym pamiętać o tym, żeby sekcje zasilacza były izolowane galwanicznie od siebie i od instalacji elektrycznej. Inaczej łącząc je szeregowo można spowodować niespodziewane zwarcie. Przykładowe połączenie jest pokazane na rysunku poniżej.

Sposób połączenia dwóch sekcji zasilacza laboratoryjnego w celu uzyskania zasilania symetrycznego.
Maciej Kraszewski

Maciej Kraszewski

Inżynier, menedżer R&D i nauczyciel akademicki. Uwielbiam zajmować się tworzeniem nowych technologii, zdobywaniem nowej wiedzy i dzieleniem się swoim doświadczeniem z innymi. Specjalizuję się w zagadnieniach przetwarzania obrazu i widzenia maszynowego.
Szukasz dobrych materiałów o projektowaniu elektroniki?

Załóż darmowe konto na naszej platformie i odbierz pakiet materiałów edukacyjnych.

Zakładając konto zgadzasz się na przesyłanie Ci treści marketingowych przez IT20 sp. z o.o. zgodnie z dostępną na stronie Polityką Prywatności. Możesz wycofać zgodę w każdej chwili.

2 komentarze do “Zasilacze symetryczne

  • 27 kwietnia 2023 o 20:35
    Permalink

    „Skąd wziąć zasilanie symetryczne?”
    W tym artykule na schemacie zasilacza symetrycznego na układach 7805 i 7905 dioda D4 musi być odwrotnie włączona. Skutecznie bocznikuje układ 7905.

    Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Szukasz dobrych materiałów o projektowaniu elektroniki?

Załóż darmowe konto na naszej platformie i odbierz pakiet materiałów edukacyjnych.

Zakładając konto zgadzasz się na przesyłanie Ci treści marketingowych przez IT20 sp. z o.o. zgodnie z dostępną na stronie Polityką Prywatności. Możesz wycofać zgodę w każdej chwili.

Zaprojektuj PCB

Jak przejść od zera do projektowania profesjonalnych obwodów drukowanych?

Programowanie w języku C

Jak przejść od napisania pierwszego programu komputerowego do wykorzystania zaawansowanych metod programowania?

Projektowanie układów elektronicznych

Jak działają i jak projektować poprawnie działające układy elektroniczne?
Zapisz się na listę mailową i odbierz swoje bonusy!

Więcej treści na temat elektroniki i robotyki, darmowe e-booki i dostęp do minikursów on-line. Otrzymasz to wszystko zapisując się na naszą listę mailową.