+ 5V und

Die meisten analogen elektronischen Schaltungen erfordern zwei Stromversorgungsschienen für einen ordnungsgemäßen symmetrischen Betrieb. Dies ist besonders wichtig, wenn wir Operationsverstärkerschaltungen entwerfen. Eine negative Versorgungsspannung ist auch in digitalen Systemen wie A / D-Wandlern, Operationsverstärkern und Komparatoren erforderlich. In all diesen Fällen ist der Strombedarf gering, aber die Erzeugung einer solchen -5-V-Versorgung ist normalerweise teuer und ineffizient, wenn wir eine große Anzahl von diskreten Komponenten und Komponenten mit integrierten Schaltkreisen verwenden. In diesem Tutorial erfahren Sie, wie Sie einen einfachen 5-V-Stromversorgungskreis mit niedrigem Stromverbrauch bauen, der über unsere USB-Anschlüsse mit Strom versorgt werden kann. In ähnlicher Weise haben wir zuvor + 12V und -12V Dual Power Supply Circuit gebaut.

Obwohl es viele Methoden gibt, um eine einzelne Spannung aufzuteilen, ist ihr virtuelles Erdungspotential nicht konstant. Wenn wir zwei Batterien verwenden, um eine Spannung mit doppelter Polarität zu erhalten, wird zu gegebener Zeit eine Batterie schneller entladen als die andere, und es wird schwierig, eine ausgeglichene Spannung mit doppelter Polarität aufrechtzuerhalten. Wenn Sie einen Widerstandspotentialteiler verwenden, wird ein Teil der Leistung abgeführt, da Wärme und geteilte Spannung nicht stabil sind. Um diese Probleme zu lösen, werden wir einen CMOS- Spannungswandler-IC namens ICL7660 von Renesas verwenden.

ICL7660

Der ICL7660 und der ICL7660A sind monolithische CMOS-Ladungspumpenspannungswandler, die die Eingangsspannungsbereiche von + 1,5 V bis + 10,0 V in die Ausgangsspannungsbereiche von -1,5 V bis -10,0 V umwandeln.

Der ICL7660 und der ICL7660A enthalten alle erforderlichen Schaltkreise, um einen negativen Spannungswandler fertigzustellen, mit Ausnahme der beiden externen Kondensatoren. Die Funktionsweise des Geräts kann am besten anhand der unten angegebenen idealen Spannungswandlertheorie verstanden werden.

Während des ersten Halbzyklus sind die Schalter S1 und S3 geschlossen (Hinweis: Die Schalter S2 und S4 sind während dieses Halbzyklus geöffnet). Der Kondensator C1 wird auf eine Spannung V + aufgeladen. Während der zweiten Betriebshälfte sind die Schalter S2 und S4 geschlossen (Hinweis: Die Schalter S1 und S3 sind während dieser Halbwelle geöffnet). Die Spannung am Kondensator C1 verschiebt sich negativ um V + Volt. Die Ladung wird dann von C1 nach C2 übertragen, wobei ideale Schalter und keine Belastung für C2 vorausgesetzt werden. Somit ist die invertierte V + -Spannung über C2 verfügbar. Der Betrieb von ICL7660 und ICL7660A ähnelt diesem idealen Betrieb des Spannungswandlers.

ICL7660 Anwendungstipps:

• Der Kondensator C2 sollte in der Nähe von IC2 platziert werden, um ein Einrasten des Geräts zu verhindern. Geben Sie nicht mehr als 10 V für ICL7660 und 12 V für ICL7660A an.
• Schließen Sie die Niederspannungsklemme bei Versorgungsspannungen über 3,5 V nicht an GROUND an.
• Bei Verwendung polarisierter Kondensatoren muss der '+' - Anschluss von C1 an Pin 2 des ICL7660 und ICL7660A und der '+' - Anschluss von C2 an GROUND angeschlossen werden.
• Verwenden Sie für eine optimale Leistung ESR-Kondensatoren mit niedrigem Wert anstelle von C1 und C2.
• Ein Pufferkondensator kann über die Eingangsversorgung angeschlossen werden, wenn der Abstand des Kabels zwischen USB und Stromkreis groß ist.
• Der Ausgangsstrom dieser Schaltung ist auf 40 mA begrenzt. Bei einem Strombedarf von bis zu 100 mA kann der IC MAX660 anstelle von U1 verwendet werden.

5V Stromversorgungskreis und Arbeitsweise:

Das vollständige Schaltbild der ± 5-V-Stromversorgung mit ICL760 ist unten dargestellt. Die Eingangsspannung von +5 V kann an jedem USB-Anschluss eines Laptops / Computers oder eines Ladegeräts / Adapters abgerufen werden.

Die Schaltung besteht aus ICL7660 (U1) zusammen mit zwei Kondensatoren (C1 und C2). Der 5-V-Ausgang von USB wird an Pin 8 von U1 angelegt. Der IC U1 und die Kondensatoren (C1 und C2) bilden den Spannungsinverterabschnitt, der +5 V in -5 V umwandelt. Die konvertierte -5V-Versorgung ist an Pin 5 von U1 verfügbar. Somit ist die 5-V-Doppelstromversorgung am Stecker J2 verfügbar.

Wir haben die Schaltung in Proteus simuliert, bevor wir sie auf Hardware aufbauen:

Testen des doppelten (±) 5-V-USB-Stromversorgungskreises:

Montieren Sie die Schaltung auf der Leiterplatte / dem Steckbrett gemäß dem oben gezeigten Schaltplan. Platzieren Sie den Kondensator C2 so nahe wie möglich am IC U1. Der IC sollte mit der richtigen IC-Basis befestigt werden, wenn die Schaltung auf die Leiterplatte gelötet ist. Sobald der 5-V-Stromversorgungskreis aufgebaut ist, sollte er ungefähr so aussehen

Schließen Sie zum Testen der Schaltung den USB-Anschluss an einen Laptop oder eine Powerbank oder einen USB-Anschluss an, um die Schaltung mit Strom zu versorgen. Überprüfen Sie die Ausgangsspannung an J2 mit einem Multimeter in Bezug auf Masse. In dem Testvideo weiter unten wird das Multimeter mit der positiven Schiene verbunden während, wenn es zeigt 4,9V. Dann wird das Multimeter an den Ausgang des IC angeschlossen (dh Pin 5 von ICL7660), dann zeigt es -4,7 V an.

Unten ist die Simulation

Ich hoffe, Sie haben die Schaltung verstanden und gelernt, wie Sie mit dem ICL7660 IC eine doppelte Stromversorgungsschaltung aufbauen. Wenn Sie Fragen haben, lassen Sie diese im Kommentarbereich oder nutzen Sie unsere Foren für weitere technische Fragen. Überprüfen Sie auch andere Stromversorgungsschaltungen, einschließlich verschiedener Schaltungen wie Aufwärtswandlerschaltungen, Abwärtswandlerschaltungen, variablen Stromversorgungsschaltungen, SMPS-Schaltungen, Leistungsbankschaltungen usw.