Повечето от аналоговите електронни схеми изискват двойни захранващи релси за правилна балансирана работа; това става особено важно, ако проектираме операционни усилвателни вериги. Отрицателното захранващо напрежение се изисква и в цифрови системи като A / D преобразуватели, операционни усилватели и компаратори. Във всички тези случаи текущите изисквания ще бъдат ниски, но генерирането на такова захранване -5V обикновено е скъпо и неефективно, ако използваме голям брой дискретни компоненти и компоненти с интегрална схема. Така че в този урок ще научим как да изградим обикновена двойна 5V верига за захранване с нисък ток, която може да се захранва от нашите USB портове. По подобен начин преди това сме изградили двойна верига за захранване + 12V и -12V.
Въпреки че има много методи за разделяне на едно напрежение, техният потенциал за виртуална земя няма да бъде постоянен. Ако използваме две батерии за получаване на напрежение с двойна полярност, с течение на времето едната батерия ще се изтощи по-бързо от другата и ще бъде трудно да се поддържа балансирано напрежение с двойна полярност. Ако използвате резисторен делител на потенциала, част от мощността се разсейва, тъй като топлината и разделеното напрежение не са стабилни. За преодоляване на тези проблеми ще използваме интегрална схема за преобразуване на напрежение CMOS, наречена ICL7660 от Renesas.
ICL7660
ICL7660 и ICL7660A са монолитни CMOS преобразуватели на напрежение на зарядна помпа, които преобразуват диапазоните на входното напрежение от + 1,5V до + 10,0V до диапазоните на изходното напрежение от -1,5V до -10,0V.
ICL7660 и ICL7660A съдържат всички необходими схеми за завършване на преобразувател на отрицателно напрежение, с изключение на двата външни кондензатора. Работата на устройството може да се разбере най-добре от теорията за идеалния преобразувател на напрежение, дадена по-долу.
По време на първия полуцикъл превключвателите S1 и S3 са затворени (Забележка: Превключвателите S2 и S4 са отворени по време на този полупериод). Кондензаторът C1 се зарежда до напрежение V +. По време на втория полуцикъл на работа превключвателите S2 и S4 са затворени (Забележка: Превключвателите S1 и S3 са отворени през този полупериод). Напрежението на кондензатора C1 се измества отрицателно с V + волта. След това зарядът се прехвърля от C1 на C2, като се приемат идеални превключватели и никакво натоварване на C2. По този начин инвертираното V + напрежение е налично в C2. Работата ICL7660 и ICL7660A е подобна на тази идеална работа на преобразувателя на напрежение.
ICL7660 Съвети за приложение:
- Кондензаторът C2 трябва да бъде поставен наблизо до IC2, за да се предотврати заключването на устройството. Не давайте повече от 10V за ICL7660, 12V за ICL7660A.
- Не свързвайте LV терминал към GROUND за захранващи напрежения над 3,5V.
- Когато се използват поляризирани кондензатори, изводът "+" на C1 трябва да бъде свързан към щифт 2 на ICL7660 и ICL7660A, а изводът "+" на C2 трябва да бъде свързан към GROUND.
- За най-добра производителност използвайте ESR кондензатори с ниска стойност вместо C1 и C2.
- Буферният кондензатор може да бъде свързан през входното захранване, ако разстоянието на проводника между USB и веригата е голямо.
- Изходният ток на тази верига е ограничен до 40mA. За текущи изисквания до 100 mA, IC MAX660 може да се използва вместо U1.
Електрическа верига и работа на 5v:
Пълната схема на веригата за захранване ± 5v, използваща ICL760, е показана по-долу. Входното напрежение от + 5V може да се получи от всеки USB порт на лаптоп / компютър или зарядно / адаптер.
Веригата е изградена от около ICL7660 (U1) заедно с два кондензатора (C1 и C2). Изходът 5V от USB се дава на пин 8 на U1. IC U1 и кондензаторите (C1 и C2) образуват секция на инвертора на напрежение, която преобразува + 5V в -5V. Преобразуваното -5V захранване е налично на пин 5 на U1. По този начин двойното захранване 5V се предлага в съединителя J2.
Симулирали сме веригата в Proteus, преди да я изградим на хардуер:
Тестване на двойна (±) 5V USB захранваща верига:
Сглобете веригата на печатната платка / макет, както е показано на схемата, показана по-горе. Поставете кондензатора C2 възможно най-близо до IC U1. IC трябва да се фиксира с подходяща IC база, ако веригата е запоена на печатни платки. След като 5v захранващата верига е изградена, тя трябва да изглежда така
За да тествате веригата, свържете USB към лаптоп или захранваща банка или който и да е USB за захранване на веригата. Проверете изходното напрежение на J2 с помощта на мултицет по отношение на земята. В тестовото видео, дадено по-долу, мултиметърът е свързан към положителната релса, когато показва 4.9V. След това мултицетът е свързан към изхода на IC (т.е. щифт 5 на ICL7660), след което показва -4.7V.
По-долу е симулацията
Надявам се, че сте разбрали схемата и сте научили как да изградите двойна верига за захранване с помощта на ICL7660 IC. Ако имате въпроси, оставете ги в раздела за коментари или използвайте форумите ни за повече технически въпроси. Също така проверете други вериги на захранване, което включва различни вериги като верига за усилващ преобразувател, верига за преобразувател на долари, верига за променливо захранване, верига SMPS, верига за захранване и др.