רוב המעגלים האלקטרוניים האנלוגיים דורשים מסילות אספקת חשמל כפולות להפעלה מאוזנת נכונה; זה נהיה קריטי במיוחד אם אנו מתכננים מעגלי מגבר תפעולי. מתח אספקה שלילי נדרש גם במערכות דיגיטליות כמו ממירי A / D, מגברים אופטיים ומשווים. בכל המקרים הללו, הדרישה הנוכחית תהיה נמוכה, אך הפקת אספקה כזו של -5 וולט היא בדרך כלל יקרה ולא יעילה אם נשתמש במספר רב של רכיבי דיסקרט ומעגל משולב. אז במדריך זה נלמד כיצד לבנות מעגל אספקת חשמל כפול פשוט 5 זרם זרם נמוך, שניתן להפעיל אותו מיציאות ה- USB שלנו. באופן דומה בנינו בעבר מעגל ספק כוח כפול +12 וולט ו -12 וולט.
למרות שישנן שיטות רבות לפיצול מתח יחיד, פוטנציאל הקרקע הווירטואלי שלהם לא יהיה קבוע. אם אנו משתמשים בשתי סוללות להשגת מתח קוטביות כפול, בבוא העת סוללה אחת תתנקז מהר יותר מהשנייה ומתקשה לשמור על מתח קוטביות כפול מאוזן. אם אתה משתמש במחלק פוטנציאל נגד, כוח כלשהו מתפוגג מכיוון שחום ומתח מפוצל אינו יציב. כדי להתגבר על בעיות אלה נשתמש בממיר מתח CMOS IC בשם ICL7660 מבית Renesas.
ICL7660
ICL7660 ו- ICL7660A הם ממירי מתח משאבת מטען CMOS מונוליטיים הממירים את תחומי מתח הכניסה של + 1.5 וולט ל- + 10.0 וולטרי מתח המוצא של -1.5 וולט עד -10.0 וולט.
ICL7660 ו- ICL7660A מכילים את כל המעגלים הדרושים להשלמת ממיר מתח שלילי, למעט שני הקבלים החיצוניים. ניתן להבין בצורה הטובה ביותר את פעולת המכשיר על ידי תיאוריית ממיר המתח האידיאלי המפורטת להלן.
במהלך מחצית המחזור הראשונה, המתגים S1 ו- S3 סגורים (הערה: המתגים S2 ו- S4 פתוחים במהלך חצי מחזור זה). הקבל C1 טעון למתח V +. במהלך מחצית ההפעלה השנייה, המתגים S2 ו- S4 סגורים (הערה: המתגים S1 ו- S3 פתוחים במהלך מחצית מחזור זו). המתח בקבל C1 משתנה באופן שלילי על ידי V + וולט. המטען מועבר לאחר מכן מ C1 ל- C2, בהנחה שמתגים אידיאליים ואין עומס על C2. לפיכך מתח ה- V + ההפוך זמין על פני C2. פעולות ה- ICL7660 ו- ICL7660A דומות לפעולה אידיאלית זו של ממיר המתח.
טיפים ליישום ICL7660:
- יש למקם את הקבל C2 בקרבת מקום ל- IC2 כדי למנוע התכווצות של המכשיר. אל תתן יותר מ -10 וולט עבור ICL7660, 12V עבור ICL7660A.
- אל תחבר את מסוף ה- LV ל- GRUND עבור מתח אספקה גדול מ- 3.5V.
- בעת שימוש בקבלים מקוטבים, יש לחבר את מסוף '+' של C1 לסיכה 2 של ICL7660 ו- ICL7660A ואת מסוף '+' של C2 לחבר ל- GRUND.
- לקבלת הביצועים הטובים ביותר, השתמש בקבלים ESR בעלי ערך נמוך במקום C1 ו- C2.
- ניתן לחבר קבל חיץ על פני אספקת הקלט אם מרחק החוט בין ה- USB למעגל הוא ארוך.
- זרם היציאה של מעגל זה מוגבל ל- 40mA. לדרישה הנוכחית עד 100mA, ניתן להשתמש ב- IC MAX660 במקום U1.
מעגל אספקת חשמל 5v ועבודה:
תרשים המעגל המלא של ± 5 וולט באמצעות ICL760 מוצג להלן. מתח הכניסה של + 5V ניתן להשיג מכל יציאת USB של מחשב נייד / מחשב או מטען / מתאם.
המעגל בנוי סביב ICL7660 (U1) יחד עם שני קבלים (C1 ו- C2). יציאת 5V מ- USB ניתנת לסיכה 8 של U1. IC U1 והקבלים (C1 ו- C2) יוצרים את מקטע מהפך המתח הממיר + 5 וולט ל -5 וולט. האספקה הממוצעת של -5 וולט זמינה בסיכה 5 של U1. לפיכך, אספקת הכוח 5V הכפולה זמינה במחבר J2.
סימנו את המעגל ב- Proteus לפני שבנינו אותו על חומרה:
בדיקת מעגל אספקת חשמל USB כפול (±) 5V:
הרכיבו את המעגל על לוח ה- PCB / לוח הלוח בהתאם לתרשים המעגלים המוצג לעיל. מקם את הקבל C2 קרוב ל- IC U1. יש לתקן את ה- IC עם בסיס IC מתאים אם המעגל מולחם על גבי PCB. ברגע שמעגל אספקת החשמל 5V נבנה הוא אמור להיראות ככה
כדי לבדוק את המעגל, חבר את ה- USB למחשב נייד או בנק כוח או USB כלשהו להפעלת המעגל. בדוק את מתח המוצא ב- J2 באמצעות מולטימטר בהתייחס לקרקע. בסרטון הבדיקה המופיע להלן, המולטימטר מחובר למעקה החיובי בזמן שהוא מראה 4.9V. ואז המולטימטר מחובר לפלט של ה- IC (כלומר, סיכה 5 של ICL7660), ואז הוא מראה -4.7V.
להלן הסימולציה
מקווה שהבנתם את המעגל ולמדתם כיצד לבנות מעגל אספקת חשמל כפול באמצעות ICL7660 IC. אם יש לך שאלות השאיר אותן בסעיף ההערות או השתמש בפורומים שלנו לשאלות טכניות נוספות. בדוק גם מעגלי אספקת חשמל אחרים, הכוללים מעגלים שונים כמו מעגל ממיר דחיפה, מעגל ממיר באק, מעגל אספקת חשמל משתנה, מעגל SMPS, מעגל בנק כוח וכו '.