De fleste av de analoge elektroniske kretsene krever to strømforsyningsskinner for riktig balansert drift; dette blir spesielt viktig hvis vi designer operasjonelle forsterkerkretser. Negativ forsyningsspenning er også nødvendig i digitale systemer som A / D-omformere, forsterkere og komparatorer. I alle disse tilfellene vil dagens krav være lavt, men å generere en slik -5V forsyning er vanligvis dyrt og ineffektivt hvis vi bruker et stort antall diskrete og integrerte kretskomponenter. Så i denne opplæringen lærer vi hvordan vi bygger en enkel lavstrøm dual 5V strømforsyningskrets som kan drives fra USB-porter. Tilsvarende har vi tidligere bygget + 12V og -12V Dual Power Supply Circuit.
Selv om det er mange metoder for å dele enkel spenning, vil deres virtuelle jordpotensial ikke være konstant. Hvis vi bruker to batterier for å oppnå dobbel polaritetsspenning, vil etter hvert det ene batteriet tømmes raskere enn det andre, og det blir vanskelig å opprettholde balansert dobbel polaritetsspenning. Hvis du bruker motstandspotensialdeler, blir noe kraft spredt ettersom varme og splittet spenning ikke er stabil. For å løse disse problemene vil vi bruke en CMOS- spenningsomformer IC kalt ICL7660 fra Renesas.
ICL7660
ICL7660 og ICL7660A er monolitiske CMOS-ladepumpespenningsomformere som konverterer inngangsspenningsområdene på + 1,5V til + 10,0V til utgangsspenningsområdene på -1,5V til -10,0V.
ICL7660 og ICL7660A inneholder alle nødvendige kretser for å fullføre en negativ spenningsomformer, bortsett fra de to eksterne kondensatorene. Arbeidene til enheten kan best forstås av den ideelle spenningsomformersteorien gitt nedenfor.
I løpet av den første halvsyklusen er bryterne S1 og S3 lukket (Merk: Bryterne S2 og S4 er åpne i løpet av denne halvsyklusen). Kondensatoren C1 er ladet til en spenning V +. I løpet av den andre driftssyklusen er bryterne S2 og S4 lukket (Merk: Bryterne S1 og S3 er åpne i løpet av denne halvsyklusen). Spenningen på kondensatoren C1 forskyves negativt med V + volt. Ladingen overføres deretter fra C1 til C2, forutsatt ideelle brytere og ingen belastning på C2. Dermed er den inverterte V + -spenningen tilgjengelig over C2. ICL7660- og ICL7660A-operasjonen ligner på denne ideelle driften av spenningsomformeren.
ICL7660 Søknadstips:
- Kondensatoren C2 bør plasseres i nærheten av IC2 for å forhindre at enheten henger sammen. Ikke gi mer enn 10V for ICL7660, 12V for ICL7660A.
- Ikke koble LV-terminalen til GROUND for forsyningsspenninger større enn 3,5 V.
- Når du bruker polariserte kondensatorer, må '+' terminalen på C1 være koblet til pin 2 på ICL7660 og ICL7660A, og '+' terminalen på C2 må være koblet til GROUND.
- For best ytelse, bruk ESR-kondensatorer med lav verdi i stedet for C1 og C2.
- En bufferkondensator kan kobles over inngangsforsyningen hvis ledningens avstand mellom USB og kretsen er lang.
- Utgangsstrømmen til denne kretsen er begrenset til 40mA. For nåværende krav opptil 100mA kan IC MAX660 brukes i stedet for U1.
5v strømforsyningskrets og arbeid:
Det komplette kretsdiagrammet for ± 5v ved hjelp av ICL760 er vist nedenfor. Inngangsspenningen på + 5V kan fås fra hvilken som helst USB-port på bærbar PC / datamaskin eller en lader / adapter.
Kretsen er bygget av rundt ICL7660 (U1) sammen med to kondensatorer (C1 og C2). 5V-utgangen fra USB er gitt til pin 8 i U1. IC U1 og kondensatorer (C1 og C2) danner spenningsomformerseksjonen som konverterer + 5V til -5V. Den konverterte -5V-forsyningen er tilgjengelig på pin 5 i U1. Dermed er 5V strømforsyningen tilgjengelig på kontakten J2.
Vi har simulert kretsen i Proteus før vi bygger den på maskinvare:
Testing Dual (±) 5V USB strømforsyningskrets:
Monter kretsen på kretskortet / brødplaten i henhold til kretsskjemaet vist ovenfor. Plasser kondensatoren C2 så nær IC U1. IC-en skal fikses med riktig IC-base hvis kretsen er loddet på PCB. Når 5v strømforsyningskretsen er bygget, bør den se ut slik
For å teste kretsen, koble USB til bærbar PC eller strømbank eller hvilken som helst USB for å drive kretsen. Kontroller utgangsspenningen på J2 ved hjelp av multimeter med referanse til bakken. I testvideo gitt nedenfor, blir multimeter koblet til den positive skinnen under når det viser 4.9V. Deretter kobles multimeteret til utgangen til IC (dvs. pin 5 på ICL7660), så viser den -4,7V.
Nedenfor er simuleringen
Håper du forsto kretsen og lærte hvordan du bygger en dobbel strømforsyningskrets ved hjelp av ICL7660 IC. Hvis du har spørsmål, la dem være i kommentarseksjonen eller bruk forumene våre for mer tekniske spørsmål. Sjekk også andre strømforsyningskretser, som inkluderer forskjellige kretser som boost-omformerkrets, bukkomformerkrets, variabel strømforsyningskrets, SMPS-krets, strømbankkrets etc.