De flesta analoga elektroniska kretsar kräver dubbla strömförsörjningsskenor för korrekt balanserad drift. detta blir särskilt viktigt om vi utformar operativa förstärkarkretsar. Negativ matningsspänning krävs också i digitala system som A / D-omvandlare, förstärkare och komparatorer. I alla dessa fall kommer det nuvarande kravet att vara lågt, men att generera en sådan -5V-matning är vanligtvis dyrt och ineffektivt om vi använder ett stort antal diskreta och integrerade kretskomponenter. Så i denna handledning kommer vi att lära oss hur man bygger en enkel lågström dubbel 5V strömförsörjningskrets som kan drivas från våra USB-portar. På samma sätt har vi tidigare byggt + 12V och -12V Dual Power Supply Circuit.
Även om det finns många metoder för att dela en enda spänning, kommer deras virtuella jordpotential inte att vara konstant. Om vi använder två batterier för att få dubbla polaritetsspänningar kommer ett batteri med tiden att rinna ut snabbare än det andra och det blir svårt att upprätthålla en balanserad dubbelpolaritetsspänning. Om du använder motståndspotentialdelare försvinner en del effekt eftersom värme och splittrad spänning inte är stabil. För att övervinna dessa problem kommer vi att använda en CMOS- spänningsomvandlare IC som heter ICL7660 från Renesas.
ICL7660
ICL7660 och ICL7660A är monolitiska CMOS- laddpumpspänningsomvandlare som omvandlar ingångsspänningsområdena + 1,5V till + 10,0V till utspänningsområdena -1,5V till -10,0V.
ICL7660 och ICL7660A innehåller alla nödvändiga kretsar för att slutföra en negativ spänningsomvandlare, förutom de två externa kondensatorerna. Anordningens funktion kan bäst förstås av den ideala spänningsomvandlarteorin nedan.
Under den första halvcykeln är omkopplarna S1 och S3 stängda (Obs: Strömställarna S2 och S4 är öppna under denna halvcykel). Kondensatorn C1 laddas till en spänning V +. Under den andra driftscykeln är omkopplarna S2 och S4 stängda (Obs: Strömställarna S1 och S3 är öppna under denna halvcykel). Spänningen på kondensatorn C1 förskjuts negativt med V + volt. Laddningen överförs sedan från C1 till C2, förutsatt att ideala omkopplare och ingen belastning på C2. Således är den inverterade V + -spänningen tillgänglig över C2. ICL7660- och ICL7660A-operationen liknar den här idealiska funktionen hos spänningsomvandlaren.
ICL7660 applikationstips:
- Kondensatorn C2 bör placeras i närheten av IC2 för att förhindra att enheten hakar ihop. Ge inte mer än 10V för ICL7660, 12V för ICL7660A.
- Anslut inte LV-terminalen till GROUND för matningsspänningar som är större än 3,5 V.
- Vid användning av polariserade kondensatorer måste '+' - uttaget på C1 vara anslutet till stift 2 på ICL7660 och ICL7660A och '+' - uttaget på C2 måste anslutas till GROUND.
- För bästa prestanda, använd ESR-kondensatorer med lågt värde i stället för C1 och C2.
- En buffertkondensator kan anslutas över ingångsförsörjningen om kabelns avstånd mellan USB och krets är långt.
- Utgångsströmmen för denna krets är begränsad till 40 mA. För nuvarande krav upp till 100 mA kan IC MAX660 användas i stället för U1.
5v strömförsörjningskrets och arbete:
Det fullständiga kretsschemat för ± 5v med hjälp av ICL760 visas nedan. Ingångsspänningen + 5V kan erhållas från vilken USB-port som helst på en bärbar dator / dator eller en laddare / adapter.
Kretsen är byggd av cirka ICL7660 (U1) tillsammans med två kondensatorer (C1 och C2). 5V-utgången från USB ges till stift 8 i U1. IC U1 och kondensatorer (C1 och C2) bildar en spänningsomvandlare som omvandlar + 5V till -5V. Den omvandlade -5V-strömförsörjningen är tillgänglig på pin 5 i U1. Sålunda finns 5V-strömförsörjningen tillgänglig på kontakten J2.
Vi har simulerat kretsen i Proteus innan vi bygger den på hårdvara:
Testning av dubbel (±) 5V USB-strömförsörjningskrets:
Montera kretsen på kretskortet / brödbrädet enligt kretsschemat som visas ovan. Placera kondensatorn C2 så nära IC U1. IC: n bör fixas med rätt IC-bas om kretsen är lödad på PCB. När 5V strömförsörjningskretsen är byggd ska den se ut så här
För att testa kretsen, anslut USB till laptop eller powerbank eller vilken USB som helst för att driva kretsen. Kontrollera utspänningen på J2 med hjälp av multimeter med hänvisning till jord. I testvideo ges nedan, är multimetern ansluten till den positiva skenan under när den visar 4.9V. Sedan är multimetern ansluten till utgången från IC (dvs stift 5 på ICL7660), då visar den -4,7V.
Nedan följer simuleringen
Hoppas att du förstod kretsen och lärde dig hur man bygger en dubbel strömförsörjningskrets med ICL7660 IC. Om du har några frågor lämnar du dem i kommentarsektionen eller använder våra forum för mer tekniska frågor. Kontrollera även andra strömförsörjningskretsar, som inkluderar olika kretsar som boost-omvandlare, buck-omvandlare, variabel strömförsörjningskrets, SMPS-krets, kraftbankkrets etc.