¿Realmente se supone que este regulador negativo sea un regulador positivo invertido?

Question

Proyecto: hacer una fuente de alimentación que pueda reemplazar la alimentación de CA de 240V mostrada, para que no muera cuando esté trabajando con la placa a la que se conecta esto.

Solo me interesa la parte dentro del recuadro amarillo; la salida de +40V va a la sección de amplificador de potencia con la que no estoy trabajando.

Así que salí y compré un 7812 y un 7815, pero luego me confundí debido al consenso general de que no debes usar un 7815 con pines de salida invertidos como regulador de voltaje negativo, pero parece que eso es lo que están haciendo aquí.

He pedido un 7915, pero mi pregunta:

• (a) ¿Este circuito está haciendo algo inteligente al conectar la salida positiva del 7815 a tierra y usar su salida como -15V?
• (b) ¿Este circuito está haciendo algo extraño y debo usar el 7915 para obtener -15V como los dioses lo intentaron?
• (c) es imposible saberlo, necesita más información

Nota que estoy obteniendo ±30V CC de un circuito de preamplificador en este proyecto, lo cual es más alto que lo que estaría en la entrada en este esquemático pero está dentro de la tolerancia para el 7812/7815/7915.

Mi esquemático, usando un 7915:

simular este circuito – Esquemático creado usando CircuitLab

Versión con 7815 'invertido':

simular este circuito

Answer 1

Lo que has mostrado en el cuadro amarillo está bien, porque el secundario de 18 V que está suministrando el 7815 está completamente aislado de los otros rieles. Esto significa que la salida de 15 V está completamente flotante, y cualquier terminal puede estar conectado a tierra.

Si deseas utilizar un transformador con toma central (con algunos ahorros leves en hardware y caídas de diodo) que produce rieles no aislados, o los rieles no aislados de otro equipo, entonces necesitas usar reguladores de la serie 79xx para los rieles negativos.

El 7815 invertido que has dibujado no proporcionará los -15 V que deseas.

Answer 2

Su "invertido" 7815 (último esquema) es incorrecto, no puede funcionar.

Mira la 1ª imagen, la foto. Observa cómo la fuente basada en 7815 está completamente separada de la basada en 7812 excepto por la conexión a tierra.

En tu esquema de 7815 V2 (-30 V) está conectado incorrectamente, no debe conectarse a tierra. Debe estar flotando con respecto a la tierra. Cambia eso y tu esquema será igual que en la foto.

Aunque la solución como en la foto parece extraña, está bien y funcionará igual que usando dos fuentes de laboratorio para hacer +12 V y -15 V.

Answer 3

Para añadir a la respuesta de Neil, lo mejor es pensar en el regulador lineal como una resistencia variable (o un transistor si así lo prefieres) entre los terminales IN y OUT regulados por algún circuito "inteligente" en su interior. El terminal de tierra es (en su mayoría) solo una referencia, no un terminal de energía. La corriente regulada siempre fluye (tanto para el regulador positivo como negativo) entre los terminales IN y OUT y el regulador solo puede controlar la resistencia entre estos dos terminales.

Si observas tu último esquemático, hay V2 generando un voltaje fijo de 30 V entre los terminales IN y OUT de U2 independientemente de la corriente a través del regulador. Volver a dibujar el regulador como un transistor + amplificador de error puede ayudar, mira abajo. Tu fuente está conectada entre IN y OUT mientras que la carga está entre OUT y GND, por lo que necesitarías que la corriente de carga fluyera entre los terminales IN y GND para que las cosas funcionen.

simular este circuito – Esquemático creado utilizando CircuitLab

Por el contrario, la situación en el cuadro amarillo es diferente. La fuente de voltaje (devanado secundario + rectificador) está conectada entre los terminales IN y GND y la carga está conectada a OUT y GND. Es decir, la corriente desde la fuente hasta la carga fluye a través de los terminales IN y OUT del regulador y este puede hacer su trabajo controlando esta corriente.

Answer 4

¡Estás complicando esto bastante!

¡Recuerda que el voltaje es relativo! ¡Convierte ese -15 en 0 y la tierra en 15V y el +12 en 27V y ve si tiene sentido! Lo que realmente tienes son dos reguladores de voltaje apilados. El 7812 está utilizando la salida del 7815 como referencia de voltaje para su tierra, lo que aumenta la salida en 15 voltios. Al tratar la "derivación" central como tierra, puedes obtener lo que parece ser un rango de + y -, y un riel negativo... pero ten en cuenta que en realidad todo está flotando, por lo que no hay tierra, simplemente has elegido un punto de referencia como tierra y por lo tanto cualquier cosa por debajo de ella será negativa y cualquier cosa por encima será positiva.

Si elijes el -15V como tierra, entonces tendrías 0V, 15V y 27V como dije antes y simplemente has diseñado tu circuito de esa manera. Por supuesto, tu circuito tendrá que estar invertido para manejar la corriente invertida que le lanzas, pero al final todo será lo mismo.

Los dos reguladores son exactamente el mismo circuito. ¡Pero sin esa conexión están flotando! (y simplemente tienen 12 y 15 voltios a través de las salidas). Al conectar el "riel de tierra" (que no es 0V, es simplemente un punto de referencia) del superior al "riel de energía" del inferior, simplemente los acoplas, pero toda la combinación sigue estando en flotación.

Creo que si simplemente lo miras un poco y te das cuenta de que no es complicado y que el voltaje es relativo, verás a lo que me refiero. Quita esa conexión y luego piénsalo, si aún tienes problemas.

Answer 5

Usar un regulador de voltaje al revés no es totalmente común. Este artículo trata sobre esto en el contexto de una sola fuente de voltaje: http://www.edn.com/design/power-management/4458675/Turn-negative-regulator--upside-down--to-create-bipolar-supply-from-single-source

Su circuito en realidad no necesita tal solución porque hay dos devanados secundarios que podrían usarse para crear una fuente de +12V y una de -15V de la manera habitual, pero tal vez el fabricante de este circuito ya tenía en stock reguladores 7812 y 7915 y no quería agregar otro tipo de componente.