De fleste af de analoge elektroniske kredsløb kræver dobbelt strømforsyningsskinner for korrekt afbalanceret drift; dette bliver især kritisk, hvis vi designer operationelle forstærkerkredsløb. Negativ forsyningsspænding er også påkrævet i digitale systemer som A / D-omformere, op-forstærkere og komparatorer. I alle disse tilfælde vil det nuværende krav være lavt, men at generere en sådan -5V forsyning er normalt dyrt og ineffektivt, hvis vi bruger et stort antal diskrete og integrerede kredsløbskomponenter. Så i denne vejledning lærer vi, hvordan man bygger et simpelt dobbelt strømforsyningskredsløb med lav strøm, der kan drives fra vores USB-porte. På samme måde har vi tidligere bygget + 12V og -12V Dual Power Supply Circuit.
Selvom der er mange metoder til at opdele enkelt spænding, vil deres virtuelle jordpotentiale ikke være konstant. Hvis vi bruger to batterier til at opnå dobbelt polaritetsspænding, vil med tiden et batteri dræne hurtigere end det andet, og det bliver svært at opretholde en afbalanceret dobbelt polaritetsspænding. Hvis du bruger modstandspotentialedeler, spredes en del strøm, da varme og spaltet spænding ikke er stabil. For at overvinde disse problemer bruger vi en CMOS- spændingsomformer IC kaldet ICL7660 fra Renesas.
ICL7660
ICL7660 og ICL7660A er monolitiske CMOS-ladepumpespændingsomformere, der konverterer indgangsspændingsområderne på + 1,5V til + 10,0V til udgangsspændingsområdet på -1,5V til -10,0V.
ICL7660 og ICL7660A indeholder alle de nødvendige kredsløb til at færdiggøre en negativ spændingsomformer, undtagen de to eksterne kondensatorer. Enhedens funktion kan bedst forstås af den ideelle spændingskonverterteori, der er angivet nedenfor.
I løbet af den første halve cyklus lukkes kontakterne S1 og S3 (Bemærk: Kontakt S2 og S4 er åbne i løbet af denne halve cyklus). Kondensatoren C1 oplades til en spænding V +. I løbet af anden driftscyklus lukkes afbryderne S2 og S4 (Bemærk: Kontakt S1 og S3 er åbne i løbet af denne halve cyklus). Spændingen på kondensatoren C1 forskydes negativt med V + volt. Opladningen overføres derefter fra C1 til C2 under forudsætning af ideelle switches og ingen belastning på C2. Den inverterede V + -spænding er således tilgængelig på tværs af C2. ICL7660 og ICL7660A-operationen svarer til denne ideelle drift af spændingsomformeren.
ICL7660 applikationstips:
- Kondensatoren C2 skal placeres i nærheden af IC2 for at forhindre, at enheden låses op. Giv ikke mere end 10V til ICL7660, 12V til ICL7660A.
- Tilslut ikke LV-terminal til GROUND for forsyningsspændinger større end 3,5 V.
- Når du bruger polariserede kondensatorer, skal '+' - terminalen på C1 være tilsluttet pin 2 på ICL7660 og ICL7660A, og '+' - terminalen på C2 skal være forbundet til GROUND.
- For at opnå den bedste ydelse skal du bruge ESR-kondensatorer med lav værdi i stedet for C1 og C2.
- En bufferkondensator kan tilsluttes på tværs af indgangsforsyningen, hvis ledningens afstand mellem USB og kredsløbet er lang.
- Udgangsstrømmen for dette kredsløb er begrænset til 40mA. For nuværende krav op til 100 mA kan IC MAX660 bruges i stedet for U1.
5v strømforsyningskredsløb og arbejde:
Det komplette strømforsyningsskema med ± 5 v ved hjælp af ICL760 er vist nedenfor. Indgangsspændingen på + 5V kan opnås fra enhver USB-port på bærbar computer / computer eller en oplader / adapter.
Kredsløbet er bygget af omkring ICL7660 (U1) sammen med to kondensatorer (C1 og C2). 5V-udgangen fra USB gives til pin 8 i U1. IC U1 og kondensatorer (C1 og C2) danner spændingsomformersektionen, der konverterer + 5V til -5V. Den konverterede -5V forsyning fås ved pin 5 i U1. Således er den strømforsyning med dobbelt strøm tilgængelig på stikket J2.
Vi har simuleret kredsløbet i Proteus, før vi bygger det på hardware:
Test af dobbelt (±) 5V USB-strømforsyningskredsløb:
Saml kredsløbet på printkortet / brødbrættet i henhold til kredsløbsdiagrammet vist ovenfor. Placer kondensatoren C2 så tæt på IC U1. IC'et skal fastgøres med den rette IC-base, hvis kredsløbet er loddet på PCB. Når 5v strømforsyningskredsløbet er bygget, skal det se sådan ud
For at teste kredsløbet skal du slutte USB til en bærbar computer eller en strømbank eller en hvilken som helst USB til at tænde for kredsløbet. Kontroller udgangsspændingen på J2 ved hjælp af multimeter med reference til jorden. I afprøvningen video givet herunder er den multimeter forbundet til den positive skinne under når det viser 4.9V. Derefter forbindes multimeteret til udgangen fra IC'en (dvs. pin 5 i ICL7660), så viser den -4,7V.
Nedenfor er simuleringen
Håber du forstod kredsløbet og lærte at opbygge et dobbelt strømforsyningskredsløb ved hjælp af ICL7660 IC. Hvis du har spørgsmål, skal du lade dem være i kommentarfeltet eller bruge vores fora til mere tekniske spørgsmål. Kontroller også andre strømforsyningskredsløb, som inkluderer forskellige kredsløb som boost-omformerkredsløb, buck-omformerkredsløb, variabelt strømforsyningskredsløb, SMPS-kredsløb, strømbank kredsløb osv