+ 5V și

Majoritatea circuitelor electronice analogice necesită șine duale de alimentare pentru o funcționare corectă echilibrată; acest lucru devine deosebit de important dacă proiectăm circuite amplificatoare operaționale. Tensiunea de alimentare negativă este necesară și în sistemele digitale, cum ar fi convertoarele A / D, amplificatoarele de operare și comparatoarele. În toate aceste cazuri, cerința actuală va fi scăzută, dar generarea unei astfel de surse de -5V este de obicei costisitoare și ineficientă dacă folosim un număr mare de componente discrete și cu circuite integrate. Deci, în acest tutorial vom învăța cum să construim un circuit dual de alimentare cu curent redus simplu de 5V care poate fi alimentat din porturile noastre USB. În mod similar, am construit anterior un circuit de alimentare dual + 12V și -12V.

Deși există multe metode pentru a împărți o singură tensiune, potențialul lor virtual la sol nu va fi constant. Dacă folosim două baterii pentru a obține tensiune cu polaritate dublă, în timp util, o baterie se va descărca mai repede decât cealaltă și devine dificil să mențineți tensiunea cu polaritate duală echilibrată. Dacă utilizați divizorul de potențial al rezistorului, o anumită putere este disipată deoarece căldura și tensiunea divizată nu sunt stabile. Pentru a depăși aceste probleme vom folosi un convertor de tensiune CMOS IC numit ICL7660 de la Renesas.

ICL7660

ICL7660 și ICL7660A sunt convertoare de tensiune monolitice ale pompei de încărcare CMOS care convertesc intervalele de tensiune de intrare de la + 1,5V la + 10,0V la intervalele de tensiune de ieșire de la -1,5V la -10,0V.

ICL7660 și ICL7660A conțin toate circuitele necesare pentru a finaliza un convertor de tensiune negativă, cu excepția celor doi condensatori externi. Funcționarea dispozitivului poate fi înțeleasă cel mai bine prin teoria ideală a convertorului de tensiune prezentată mai jos.

În timpul primului semiciclu, comutatoarele S1 și S3 sunt închise (Notă: Comutatoarele S2 și S4 sunt deschise în timpul acestui semiciclu). Condensatorul C1 este încărcat la o tensiune V +. În timpul celui de-al doilea semiciclu de funcționare, întrerupătoarele S2 și S4 sunt închise (Notă: Întrerupătoarele S1 și S3 sunt deschise în timpul acestui semiciclu). Tensiunea condensatorului C1 se schimbă negativ cu V + volți. Încărcarea este apoi transferată de la C1 la C2, presupunând comutatoare ideale și fără sarcină pe C2. Astfel tensiunea V + inversată este disponibilă în C2. Funcționarea ICL7660 și ICL7660A este similară cu această funcționare ideală a convertorului de tensiune.

ICL7660 Sfaturi de aplicare:

• Condensatorul C2 trebuie plasat în apropierea IC2 pentru a preveni blocarea dispozitivului. Nu dați mai mult de 10V pentru ICL7660, 12V pentru ICL7660A.
• Nu conectați terminalul BT la Pământ pentru tensiuni de alimentare mai mari de 3,5V.
• Când utilizați condensatori polarizați, terminalul „+” al C1 trebuie conectat la pinul 2 al ICL7660 și ICL7660A, iar terminalul „+” al C2 trebuie conectat la Pământ.
• Pentru cele mai bune performanțe, utilizați condensatori ESR de valoare mică în locul C1 și C2.
• Un condensator tampon poate fi conectat la sursa de intrare dacă distanța firului dintre USB și circuit este lungă.
• Curentul de ieșire al acestui circuit este limitat la 40mA. Pentru cerința actuală de până la 100mA, IC MAX660 poate fi utilizat în locul U1.

Circuit de alimentare 5v și funcționare:

Diagrama completă a circuitului de alimentare cu energie electrică de ± 5v folosind ICL760 este prezentată mai jos. Tensiunea de intrare de + 5V poate fi obținută de la orice port USB al laptopului / computerului sau al unui încărcător / adaptor.

Circuitul este construit de aproximativ ICL7660 (U1) împreună cu doi condensatori (C1 și C2). Ieșirea de 5V de pe USB este dată pinului 8 al U1. IC U1 și condensatorii (C1 și C2) formează secțiunea invertorului de tensiune care convertește + 5V în -5V. Alimentarea convertită -5V este disponibilă la pinul 5 al U1. Astfel, alimentarea dublă de 5V este disponibilă la conectorul J2.

Am simulat circuitul în Proteus înainte de a-l construi pe hardware:

Testarea circuitului de alimentare USB dual (±) 5V:

Asamblați circuitul de pe placa de circuit / panou conform schemei de circuite prezentate mai sus. Plasați condensatorul C2 cât mai aproape de IC U1. Circuitul integrat trebuie fixat cu baza IC corespunzătoare dacă circuitul este lipit pe PCB. Odată ce circuitul de alimentare de 5V este construit ar trebui să arate cam așa

Pentru a testa circuitul, conectați USB-ul la laptop sau la banca de alimentare sau orice USB pentru a alimenta circuitul. Verificați tensiunea de ieșire pe J2 folosind multimetrul cu referire la masă. În videoclipul de testare prezentat mai jos, multimetrul este conectat la șina pozitivă atunci când arată 4.9V. Apoi, multimetrul este conectat la ieșirea IC-ului (adică pinul 5 al ICL7660), apoi arată -4,7V.

Mai jos este simularea

Sper că ați înțeles circuitul și ați învățat cum să construiți un circuit de alimentare dual cu ajutorul ICL7660 IC. Dacă aveți întrebări, lăsați-le în secțiunea de comentarii sau folosiți forumurile noastre pentru întrebări mai tehnice. Verificați, de asemenea, alte circuite de alimentare, care includ diverse circuite, cum ar fi circuitul convertorului de impuls, circuitul convertorului buck, circuitul de alimentare variabilă, circuitul SMPS, circuitul bancii de putere etc.