Većina analognih elektroničkih krugova zahtijeva dvostruke vodilice napajanja za pravilan uravnotežen rad; to postaje posebno kritično ako dizajniramo operativne krugove pojačala. Negativni napon napajanja također je potreban u digitalnim sustavima poput A / D pretvarača, opcijskih pojačala i komparatora. U svim će tim slučajevima trenutni zahtjev biti nizak, ali stvaranje takve opskrbe -5V obično je skupo i neučinkovito ako koristimo velik broj diskretnih komponenata i komponenata integriranog kruga. Dakle, u ovom uputstvu naučit ćemo kako izraditi jednostavni dvostruki krug napajanja od 5 V koji se može napajati iz naših USB priključaka. Slično tome, prethodno smo izgradili + 12V i -12V dvostruki krug napajanja.
Iako postoji mnogo metoda za razdvajanje jednog napona, njihov virtualni potencijal tla neće biti konstantan. Ako koristimo dvije baterije za dobivanje napona dvostrukog polariteta, s vremenom će se jedna baterija isprazniti brže od druge i postat će teško održavati uravnotežen napon dvostrukog polariteta. Ako koristite otpornik potencijalnog razdjelnika, dio snage se rasipa jer toplina i podijeljeni napon nisu stabilni. Da bismo prevladali ove probleme, upotrijebit ćemo CMOS pretvarač napona ICL7660 tvrtke Renesas.
ICL7660
ICL7660 i ICL7660A su monolitni CMOS pretvarači napona pumpe za punjenje koji pretvaraju područja ulaznog napona od + 1,5V do + 10,0V u područja izlaznih napona od -1,5V do -10,0V.
ICL7660 i ICL7660A sadrže sve potrebne krugove za dovršenje pretvarača negativnog napona, osim dva vanjska kondenzatora. Rad uređaja može se najbolje razumjeti u nastavku datom teorijom idealnog pretvarača napona.
Tijekom prvog polucikla prekidači S1 i S3 su zatvoreni (Napomena: Prekidači S2 i S4 su otvoreni tijekom ovog poluciklusa). Kondenzator C1 se puni na napon V +. Tijekom drugog poluciklusa rada sklopke S2 i S4 su zatvorene (Napomena: Prekidači S1 i S3 su otvoreni tijekom ovog poluciklusa). Napon na kondenzatoru C1 negativno se pomiče za V + volti. Naboj se zatim prenosi s C1 na C2, pod pretpostavkom da su idealni prekidači i da nema opterećenja na C2. Stoga je obrnuti V + napon dostupan preko C2. Rad ICL7660 i ICL7660A sličan je ovom idealnom radu pretvarača napona.
ICL7660 Savjeti za primjenu:
- Kondenzator C2 treba postaviti u blizini IC2 kako bi se spriječilo zasun uređaja. Ne dajte više od 10V za ICL7660, 12V za ICL7660A.
- Ne spajajte LV stezaljku na GROUND za napajanje naponima većim od 3,5 V.
- Kada koristite polarizirane kondenzatore, '+' terminal C1 mora biti povezan na pin 2 ICL7660 i ICL7660A, a '+' terminal C2 mora biti povezan na GROUND.
- Za najbolje performanse koristite ESR kondenzatore male vrijednosti umjesto C1 i C2.
- Puferni kondenzator može se povezati preko ulaznog napajanja ako je udaljenost žice između USB-a i kruga velika.
- Izlazna struja ovog kruga ograničena je na 40mA. Za trenutne potrebe do 100 mA, umjesto U1 može se koristiti IC MAX660.
Krug napajanja 5v i rad:
Kompletna shema kruga napajanja ± 5v koja koristi ICL760 prikazana je u nastavku. Ulazni napon od + 5V može se dobiti s bilo kojeg USB priključka prijenosnog računala ili punjača / adaptera.
Krug je izgrađen oko ICL7660 (U1) zajedno s dva kondenzatora (C1 i C2). Izlaz USB od 5 V daje se na pin 8 U1. IC U1 i kondenzatori (C1 i C2) tvore odjeljak pretvarača napona koji pretvara + 5V u -5V. Pretvoreno napajanje od -5V dostupno je na pinu 5 U1. Tako je dvostruko napajanje od 5 V dostupno na konektoru J2.
Simulirali smo sklop u Proteusu prije nego što smo ga izgradili na hardveru:
Ispitivanje dvostrukog (±) 5V USB napajanja:
Sastavite sklop na PCB / pločici prema gore prikazanom dijagramu sklopa. Kondenzator C2 postavite što bliže IC U1. IC bi se trebao fiksirati odgovarajućom bazom IC ako je krug zalemljen na PCB. Jednom kada je sklop napajanja od 5v izgrađen, trebao bi izgledati otprilike ovako
Da biste testirali strujni krug, spojite USB na prijenosno računalo ili banku napajanja ili bilo koji drugi USB za napajanje kruga. Provjerite izlazni napon na J2 pomoću multimetra u odnosu na masu. U dolje navedenom ispitnom videu, multimetar je spojen na pozitivnu tračnicu dok pokazuje 4,9 V. Tada je multimetar spojen na izlaz IC (tj. Pin 5 ICL7660), a zatim pokazuje -4,7V.
Ispod je simulacija
Nadam se da ste razumjeli sklop i naučili kako izraditi dvostruki krug napajanja pomoću ICL7660 IC. Ako imate pitanja, ostavite ih u odjeljku za komentare ili upotrijebite naše forume za dodatna tehnička pitanja. Također provjerite ostale krugove napajanja, što uključuje razne krugove poput kruga pretvarača pojačanja, kruga pretvarača donje struje, promjenjivog kruga napajanja, SMPS kruga, kruga banke napajanja itd.