Daugumai analoginių elektroninių grandinių reikia dvigubo maitinimo bėgelių, kad tinkamai veiktų subalansuotai; tai tampa ypač svarbu, jei projektuojame operacinių stiprintuvų grandines. Neigiama maitinimo įtampa taip pat reikalinga skaitmeninėse sistemose, tokiose kaip A / D keitikliai, op amperai ir komparatoriai. Visais šiais atvejais dabartinis reikalavimas bus mažas, tačiau generuoti tokį -5V maitinimą paprastai yra brangu ir neefektyvu, jei naudojame daug atskirų ir integrinių grandinių komponentų. Taigi šioje pamokoje sužinosime, kaip sukurti paprastą silpnos srovės dvigubą 5 V maitinimo grandinę, kurią galima maitinti iš mūsų USB prievadų. Panašiai mes jau anksčiau pastatėme + 12V ir -12V dvigubą maitinimo grandinę.
Nors yra daug būdų padalinti vieną įtampą, jų virtualus įžeminimo potencialas nebus pastovus. Jei naudosime dvi baterijas, kad gautume dvigubo poliškumo įtampą, laikui bėgant viena baterija išsikraus greičiau nei kita ir bus sunku išlaikyti subalansuotą dvigubo poliškumo įtampą. Jei naudojate rezistoriaus potencialo daliklį, tam tikra energija išsisklaido, nes šiluma ir padalinta įtampa nėra stabili. Norėdami įveikti šias problemas, naudosime CMOS įtampos keitiklį IC, vadinamą „Renesas“ ICL7660.
ICL7660
ICL7660 ir ICL7660A yra monolitiniai CMOS įkrovos siurblio įtampos keitikliai, kurie įvesties įtampos diapazonus nuo + 1,5 V iki + 10,0 V paverčia išėjimo įtampos diapazonais nuo -1,5 V iki -10,0 V.
ICL7660 ir ICL7660A yra visos reikalingos grandinės, skirtos užbaigti neigiamos įtampos keitiklį, išskyrus du išorinius kondensatorius. Įrenginio veikimą geriausiai galima suprasti pagal žemiau pateiktą idealios įtampos keitiklio teoriją.
Pirmojo pusinio ciklo metu jungikliai S1 ir S3 yra uždaryti (pastaba: jungikliai S2 ir S4 yra atidaryti per šį pusinį ciklą). Kondensatorius C1 įkraunamas iki įtampos V +. Antrojo pusinio veikimo ciklo metu jungikliai S2 ir S4 yra uždaryti (pastaba: jungikliai S1 ir S3 yra atidaryti per šį pusinį ciklą). Kondensatoriaus C1 įtampa neigiamai pasislenka V + voltais. Tada įkrova perkeliama iš C1 į C2, darant prielaidą, kad jungikliai yra idealūs ir C2 neapkraunama. Taigi apversta V + įtampa yra prieinama per C2. ICL7660 ir ICL7660A operacijos yra panašios į šį idealų įtampos keitiklio veikimą.
ICL7660 taikymo patarimai:
- Kondensatorius C2 turėtų būti šalia IC2, kad prietaisas nesusiklijuotų. Neduokite daugiau kaip 10 V, jei naudojate ICL7660, 12 V - ICL7660A.
- Nejunkite LV terminalo prie GROUND, jei maitinimo įtampa yra didesnė nei 3,5 V.
- Naudojant poliarizuotus kondensatorius, C1 „+“ terminalas turi būti prijungtas prie ICL7660 ir ICL7660A 2 kaiščio, o „C2“ „+“ terminalas turi būti prijungtas prie GROUND.
- Siekdami geriausių rezultatų, naudokite mažos vertės ESR kondensatorius vietoj C1 ir C2.
- Buferinis kondensatorius gali būti prijungtas visame įvesties šaltinyje, jei laido atstumas tarp USB ir grandinės yra didelis.
- Šios grandinės išėjimo srovė yra ribota iki 40mA. Esant dabartiniam poreikiui iki 100mA, vietoje U1 galima naudoti IC MAX660.
5v maitinimo grandinė ir darbas:
Visa ± 5v maitinimo grandinės schema naudojant ICL760 parodyta žemiau. + 5 V įėjimo įtampą galima gauti iš bet kurio nešiojamojo kompiuterio / kompiuterio USB prievado arba įkroviklio / adapterio.
Grandinę sukuria aplink ICL7660 (U1) kartu su dviem kondensatoriais (C1 ir C2). 5 V išėjimas iš USB skiriamas U1 8 kontaktui. IC U1 ir kondensatoriai (C1 ir C2) sudaro įtampos keitiklio sekciją, kuri konvertuoja + 5V į -5V. „Converted -5V“ maitinimo šaltinis yra U1 5 kontakte. Taigi dvigubo maitinimo 5 V maitinimo šaltinis yra J2 jungtyje.
Mes imitavome „Proteus“ grandinę prieš pastatydami ją į aparatinę įrangą:
Dvigubos (±) 5 V USB maitinimo grandinės testavimas:
Sumontuokite grandinę ant PCB / plokštės pagal aukščiau pateiktą schemą. Kondensatorių C2 uždėkite taip arti IC U1. IC turėtų būti užfiksuotas tinkama IC baze, jei grandinė lituojama ant PCB. Kai bus pastatyta 5v maitinimo grandinė, ji turėtų atrodyti maždaug taip
Norėdami patikrinti grandinę, prijunkite USB prie nešiojamojo kompiuterio ar maitinimo banko arba bet kokį USB, kad galėtumėte grandinę maitinti. Patikrinkite J2 išėjimo įtampą naudodami multimetrą, atsižvelgdami į žemę. Žemiau pateiktame bandymo vaizdo įraše multimetras yra prijungtas prie teigiamo bėgio, kai jis rodo 4,9 V. Tada multimetras yra prijungtas prie IC išvesties (ty 5 ICL7660 kaištis), tada jis rodo -4,7 V.
Žemiau yra modeliavimas
Tikiuosi, kad supratote grandinę ir sužinojote, kaip sukurti dvigubą maitinimo grandinę naudojant ICL7660 IC. Jei turite klausimų, palikite juos komentarų skiltyje arba naudokitės mūsų forumais, jei norite daugiau techninių klausimų. Taip pat patikrinkite kitas maitinimo grandines, įskaitant įvairias grandines, tokias kaip padidinimo keitiklio grandinė, „buck“ keitiklio grandinė, kintamosios maitinimo grandinės, SMPS grandinės, maitinimo banko grandinės ir kt.