Lielākajai daļai analogo elektronisko shēmu pareizai līdzsvarotai darbībai ir nepieciešamas dubultās barošanas sliedes; tas kļūst īpaši kritiski, ja mēs projektējam darbības pastiprinātāju shēmas. Negatīvs barošanas spriegums ir nepieciešams arī digitālajās sistēmās, piemēram, A / D pārveidotājos, op amperos un salīdzinātājos. Visos šajos gadījumos pašreizējā prasība būs zema, taču šādas -5V barošanas ģenerēšana parasti ir dārga un neefektīva, ja izmantojam lielu skaitu diskrētu un integrētu shēmu komponentu. Tātad šajā apmācībā mēs uzzināsim, kā izveidot vienkāršu zemas strāvas divkāršu 5 V barošanas ķēdi, kuru var darbināt no mūsu USB portiem. Līdzīgi mēs jau iepriekš esam uzbūvējuši + 12V un -12V dubultās barošanas ķēdi.
Lai gan viena sprieguma sadalīšanai ir daudzas metodes, to virtuālais zemes potenciāls nebūs nemainīgs. Ja mēs izmantojam divas baterijas, lai iegūtu dubultās polaritātes spriegumu, noteiktā laikā viena baterija iztukšosies ātrāk nekā otra, un ir grūti uzturēt līdzsvarotu duālās polaritātes spriegumu. Ja izmantojat rezistora potenciāla dalītāju, daļa jaudas tiek izvadīta, jo siltums un sadalītais spriegums nav stabils. Lai pārvarētu šīs problēmas, mēs izmantosim CMOS sprieguma pārveidotāju IC ar nosaukumu ICL7660 no Renesas.
ICL7660
ICL7660 un ICL7660A ir monolīti CMOS uzlādes sūkņa sprieguma pārveidotāji, kas pārveido ieejas sprieguma diapazonus no + 1,5 V līdz + 10,0 V uz izejas sprieguma diapazoniem no -1,5 V līdz -10,0 V.
ICL7660 un ICL7660A satur visas nepieciešamās shēmas, lai pabeigtu negatīvā sprieguma pārveidotāju, izņemot divus ārējos kondensatorus. Ierīces darbību vislabāk var saprast ar zemāk sniegto ideālo sprieguma pārveidotāju teoriju.
Pirmajā pusperiodā slēdži S1 un S3 ir aizvērti (piezīme: slēdži S2 un S4 ir atvērti šajā pusciklā). Kondensators C1 tiek uzlādēts līdz spriegumam V +. Darba otrā pusgada laikā slēdži S2 un S4 ir aizvērti (piezīme: Slēdži S1 un S3 ir atvērti šajā pusciklā). Spriegums uz kondensatora C1 negatīvi pāriet par V + voltiem. Pēc tam lādiņš tiek pārsūtīts no C1 uz C2, pieņemot, ka ideāli slēdži un C2 nav slodzes. Tādējādi apgrieztais V + spriegums ir pieejams visā C2. ICL7660 un ICL7660A darbība ir līdzīga šai ideālajai sprieguma pārveidotāja darbībai.
ICL7660 padomi par lietojumprogrammām:
- Kondensators C2 jānovieto netālu no IC2, lai novērstu ierīces aizķeršanos. Nedodiet vairāk par 10 V ICL7660, 12 V ICL7660A.
- Nepievienojiet LV spaili pie ZEMES, ja barošanas spriegums pārsniedz 3,5 V.
- Lietojot polarizētus kondensatorus, C1 “+” spailei jābūt savienotai ar ICL7660 un ICL7660A 2. kontaktu un C2 “+” spailei jābūt savienotai ar GROUND.
- Lai sasniegtu vislabāko veiktspēju, C1 un C2 vietā izmantojiet mazvērtīgus ESR kondensatorus.
- Bufera kondensatoru var savienot visā ieejas padevē, ja stieples attālums starp USB un ķēdi ir liels.
- Šīs ķēdes izejas strāva ir ierobežota līdz 40mA. Pašreizējai prasībai līdz 100mA, U1 vietā var izmantot IC MAX660.
5v barošanas ķēde un darbība:
Pilna ± 5v barošanas ķēdes shēma, izmantojot ICL760, ir parādīta zemāk. Ieejas spriegumu + 5V var iegūt no jebkura klēpjdatora / datora USB porta vai lādētāja / adaptera.
Kontūru uzbūvē ap ICL7660 (U1) kopā ar diviem kondensatoriem (C1 un C2). 5 V izeja no USB tiek dota U1 8. kontaktam. IC U1 un kondensatori (C1 un C2) veido sprieguma invertora sekciju, kas pārveido + 5V uz -5V. Pārvērstā -5V padeve ir pieejama U1 5. kontaktligzdā. Tādējādi divkāršās jaudas 5V barošana ir pieejama savienotājā J2.
Mēs esam simulējuši ķēdi Proteus, pirms to izveidojām uz aparatūras:
Divu (±) 5 V USB barošanas ķēdes pārbaude:
Salieciet shēmu uz PCB / paneļa, kā norādīts shēmā, kas parādīta iepriekš. Ievietojiet kondensatoru C2 tikpat tuvu IC U1. Mikroshēmai jābūt fiksētai ar atbilstošu IC pamatni, ja ķēde ir pielodēta PCB. Kad 5v barošanas ķēde ir uzbūvēta, tai vajadzētu izskatīties apmēram šādi
Lai pārbaudītu ķēdi, pievienojiet USB klēpjdatoram vai strāvas bankai vai jebkuru USB, lai darbinātu ķēdi. Pārbaudiet izejas spriegumu J2, izmantojot multimetru, atsaucoties uz zemi. Zemāk dotajā testēšanas videoklipā multimetrs ir savienots ar pozitīvo sliedi laikā, kad tas parāda 4,9 V. Tad multimetrs ir savienots ar IC izeju (ti, ICL7660 5. kontaktu), pēc tam tas parāda -4.7V.
Zemāk ir simulācija
Ceru, ka sapratāt ķēdi un uzzinājāt, kā izveidot divkāršas barošanas ķēdi, izmantojot ICL7660 IC. Ja jums ir kādi jautājumi, atstājiet tos komentāru sadaļā vai izmantojiet mūsu forumus, lai iegūtu vairāk tehnisku jautājumu. Pārbaudiet arī citas barošanas ķēdes, kas ietver dažādas ķēdes, piemēram, pastiprinātāja pārveidotāja shēmu, buka pārveidotāja ķēdi, mainīgas barošanas ķēdi, SMPS ķēdi, jaudas bankas ķēdi utt.