Večina analognih elektronskih vezij potrebuje dvojne tirnice za pravilno uravnoteženo delovanje; to postane še posebej kritično, če načrtujemo vezja operacijskih ojačevalnikov. Negativna napajalna napetost je potrebna tudi v digitalnih sistemih, kot so A / D pretvorniki, opcijski ojačevalniki in primerjalniki. V vseh teh primerih bo trenutna zahteva nizka, toda generiranje takšne napajalne napetosti -5V je običajno drago in neučinkovito, če uporabimo veliko število diskretnih komponent in komponent integriranega vezja. Torej, v tej vadnici bomo izvedeli, kako zgraditi preprosto nizkotokovno dvojno 5V napajalno vezje, ki se lahko napaja iz naših vrat USB. Podobno smo že zgradili dvojno napajalno vezje + 12V in -12V.
Čeprav obstaja veliko načinov za razdelitev ene napetosti, njihov virtualni potencial na tleh ne bo stalen. Če za pridobitev napetosti dvojne polarnosti uporabimo dve bateriji, se bo sčasoma ena baterija izpraznila hitreje kot druga in težko bo vzdrževati uravnoteženo napetost dvojne polarnosti. Če uporabljate uporni delilnik potenciala, se nekaj moči razprši, ker toplota in deljena napetost ni stabilna. Za premagovanje teh težav bomo uporabili IC pretvornika napetosti CMOS, imenovan ICL7660 podjetja Renesas.
ICL7660
ICL7660 in ICL7660A sta monolitna pretvornika napetosti polnilne črpalke CMOS, ki pretvori območja vhodne napetosti od + 1,5V do + 10,0V v območja izhodne napetosti od -1,5V do -10,0V.
ICL7660 in ICL7660A vsebujeta vsa potrebna vezja za dokončanje pretvornika negativne napetosti, razen dveh zunanjih kondenzatorjev. Delovanje naprave lahko najbolje razumemo s spodnjo teorijo idealnega pretvornika napetosti.
Med prvim polovičnim ciklom sta stikali S1 in S3 zaprti (Opomba: stikali S2 in S4 sta med tem polovičnim ciklom odprti). Kondenzator C1 je napolnjen do napetosti V +. Med drugim polovičnim ciklom delovanja sta stikali S2 in S4 zaprti (Opomba: stikali S1 in S3 sta v tem polovičnem ciklu odprti). Napetost na kondenzatorju C1 se negativno premakne za V + voltov. Nato se polnjenje prenese s C1 na C2, ob predpostavki, da so idealna stikala in brez obremenitve C2. Tako je obrnjena napetost V + na voljo preko C2. Delovanje ICL7660 in ICL7660A je podobno temu idealnemu delovanju napetostnega pretvornika.
ICL7660 Nasveti za uporabo:
- Kondenzator C2 naj bo nameščen v bližini IC2, da se prepreči zaskočitev naprave. Ne dajte več kot 10 V za ICL7660, 12 V za ICL7660A.
- Ne priključujte LV terminala na GROUND za napajalne napetosti nad 3,5 V.
- Pri uporabi polariziranih kondenzatorjev mora biti priključek '+' na C1 priključen na pin 2 ICL7660 in ICL7660A, terminal '+' na C2 pa mora biti priključen na GROUND.
- Za najboljšo zmogljivost namesto C1 in C2 uporabite kondenzatorje ESR z nizko vrednostjo.
- Če je razdalja žice med USB in vezjem dolga, je na vhodni napajalnik mogoče priključiti vmesni kondenzator.
- Izhodni tok tega vezja je omejen na 40mA. Za trenutne potrebe do 100 mA je mogoče namesto U1 uporabiti IC MAX660.
5v napajalni tokokrog in delovanje:
Popoln diagram vezja napajanja ± 5v z uporabo ICL760 je prikazan spodaj. Vhodno napetost + 5V lahko dobite iz katerega koli USB-prenosnega računalnika ali polnilnika / adapterja.
Vezje gradi približno ICL7660 (U1) skupaj z dvema kondenzatorjema (C1 in C2). 5-voltni izhod iz USB-ja je podan na zatič 8 U1. IC U1 in kondenzatorji (C1 in C2) tvorijo odsek pretvornika napetosti, ki pretvori + 5V v -5V. Pretvorjena napajalna napetost -5V je na voljo na nožici 5 U1. Tako je na priključku J2 na voljo dvojno napajanje 5V.
Preden smo ga zgradili na strojni opremi, smo simulirali vezje v Proteusu:
Testiranje dvojnega (±) 5V napajalnega vezja USB:
Sestavite vezje na PCB / plošči, kot je prikazano zgoraj. Kondenzator C2 postavite čim bližje IC U1. IC mora biti pritrjen z ustrezno IC-osnovo, če je vezje spajkano na PCB. Ko je 5v napajalno vezje zgrajeno, bi moralo izgledati nekako takole
Če želite preizkusiti vezje, priključite USB na prenosni računalnik ali napajalnik ali kateri koli USB za napajanje vezja. Preverite izhodno napetost na J2 z uporabo multimetra glede na zemljo. V spodnjem testnem videu je multimeter priključen na pozitivno tirnico, ko kaže 4,9 V. Nato je multimeter priključen na izhod IC (tj. Pin 5 ICL7660), nato pa prikaže -4,7V.
Spodaj je simulacija
Upam, da ste razumeli vezje in se naučili zgraditi dvojno napajalno vezje s pomočjo ICL7660 IC. Če imate kakršna koli vprašanja, jih pustite v oddelku za komentarje ali uporabite tehnična vprašanja na naših forumih. Preverite tudi druga napajalna vezja, ki vključujejo različna vezja, kot so pretvornik povečevalnega pretvornika, vezje pretvornika, spremenljivo napajalno vezje, vezje SMPS, vezje napajalnika itd.