Analog Elektronik devrelerin çoğu, düzgün dengeli çalışma için çift güç kaynağı rayına ihtiyaç duyar; İşlemsel amplifikatör devreleri tasarlıyorsak bu özellikle kritik hale gelir. A / D dönüştürücüler, op amperler ve karşılaştırıcılar gibi dijital sistemlerde negatif besleme gerilimi de gereklidir. Tüm bu durumlarda, mevcut gereksinim düşük olacaktır, ancak çok sayıda ayrık ve entegre devre bileşeni kullanırsak böyle bir -5V kaynağı oluşturmak genellikle pahalı ve verimsizdir. Bu eğitimde, USB bağlantı noktalarımızdan çalıştırılabilen basit bir düşük akımlı çift 5V Güç Kaynağı Devresinin nasıl oluşturulacağını öğreneceğiz. Benzer şekilde daha önce + 12V ve -12V İkili Güç Kaynağı Devresi inşa etmiştik.
Tek voltajı bölmek için birçok yöntem olsa da, sanal toprak potansiyelleri sabit olmayacaktır. Çift kutuplu voltaj elde etmek için iki pil kullanırsak, zamanla bir pil diğerinden daha hızlı boşalır ve dengeli çift kutuplu voltajı sürdürmek zorlaşır. Direnç potansiyel bölücü kullanırsanız, ısı ve bölünmüş voltaj sabit olmadığından gücün bir kısmı dağılır. Bu sorunların üstesinden gelmek için Renesas'tan ICL7660 adlı bir CMOS Voltaj dönüştürücü IC kullanacağız.
ICL7660
ICL7660 ve ICL7660A, + 1.5V ila + 10.0V giriş voltajı aralıklarını -1.5V ila -10.0V çıkış voltajı aralıklarına dönüştüren monolitik CMOS şarj pompası voltaj dönüştürücülerdir.
ICL7660 ve ICL7660A, iki harici kapasitör dışında bir negatif voltaj dönüştürücüyü tamamlamak için gerekli tüm devreleri içerir. Cihazın çalışması, aşağıda verilen ideal voltaj dönüştürücü teorisi ile en iyi şekilde anlaşılabilir.
İlk yarım döngü sırasında, S1 ve S3 anahtarları kapalıdır (Not: S2 ve S4 anahtarları bu yarım döngü sırasında açıktır). Kondansatör C1, bir V + voltajına şarj edilir. İkinci yarım döngü sırasında, S2 ve S4 anahtarları kapalıdır (Not: S1 ve S3 anahtarları bu yarım döngü sırasında açıktır). C1 kondansatöründeki voltaj, V + volt kadar negatif olarak değişir. Şarj daha sonra ideal anahtarlar ve C2'de yük olmadığı varsayılarak C1'den C2'ye aktarılır. Böylece, ters V + voltajı C2'de mevcuttur. ICL7660 ve ICL7660A'nın çalışması, voltaj dönüştürücünün bu ideal çalışmasına benzer.
ICL7660 Uygulama İpuçları:
- Cihazın kilitlenmesini önlemek için C2 kondansatörü IC2'nin yakınına yerleştirilmelidir. ICL7660 için 10V, ICL7660A için 12V'den fazla vermeyin.
- 3,5V'den yüksek besleme voltajları için AG terminalini TOPRAK'a bağlamayın.
- Polarize kapasitörler kullanıldığında, C1'in '+' terminali ICL7660 ve ICL7660A'nın 2 numaralı pinine ve C2'nin '+' terminali TOPRAK'a bağlanmalıdır.
- En iyi performans için C1 ve C2 yerine düşük değerli ESR kapasitörleri kullanın.
- USB ile devre arasındaki telin mesafesi uzunsa, giriş kaynağına bir tampon kondansatör bağlanabilir.
- Bu devrenin çıkış akımı 40mA ile sınırlıdır. 100mA'ya kadar olan akım gereksinimi için IC MAX660, U1 yerine kullanılabilir.
5v Güç Kaynağı Devresi ve Çalışması:
ICL760 kullanılan eksiksiz ± 5v güç kaynağı devre şeması aşağıda gösterilmiştir. + 5V'luk giriş voltajı, dizüstü bilgisayarın / bilgisayarın herhangi bir USB bağlantı noktasından veya bir şarj cihazı / adaptörden elde edilebilir.
Devre, iki kapasitör (C1 ve C2) ile birlikte yaklaşık ICL7660 (U1) tarafından inşa edilmiştir. USB'den gelen 5V çıkışı, U1'in 8 numaralı pinine verilir. IC U1 ve kapasitörler (C1 ve C2), + 5V'yi -5V'ye dönüştüren voltaj çevirici bölümünü oluşturur. Dönüştürülmüş -5V besleme U1'in 5 numaralı pininde mevcuttur. Böylece, ikili güç 5V kaynağı J2 konektöründe mevcuttur.
Devreyi, donanım üzerine kurmadan önce Proteus'ta simüle ettik:
Çift (±) 5V USB Güç Kaynağı Devresinin Test Edilmesi:
Devreyi PCB / devre tahtası üzerindeki yukarıda gösterilen devre şemasına göre monte edin. C2 kondansatörünü IC U1'e yakın yerleştirin. Devre PCB üzerinde lehimlenirse, IC uygun IC tabanı ile sabitlenmelidir. 5v güç kaynağı devresi kurulduktan sonra şuna benzemelidir
Devreyi test etmek için USB'yi dizüstü bilgisayara veya güç bankasına veya devreye güç sağlamak için herhangi bir USB'ye bağlayın. Toprağa göre multimetre kullanarak J2'deki çıkış voltajını kontrol edin. Aşağıda verilen test videosunda multimetre 4,9V gösterdiğinde pozitif raya bağlanır. Daha sonra multimetre IC'nin çıkışına bağlanır (yani, ICL7660'ın pin 5'i), sonra -4.7V gösterir.
Simülasyon aşağıdadır
Umarım devreyi anladınız ve ICL7660 IC'yi kullanarak çift güç kaynağı devresinin nasıl kurulacağını öğrendiniz. Herhangi bir sorunuz varsa, bunları yorum bölümüne bırakın veya daha teknik sorular için forumlarımızı kullanın. Ayrıca, yükseltici dönüştürücü devresi, kova dönüştürücü devresi, değişken güç kaynağı devresi, SMPS devresi, Güç bankası devresi vb.Gibi çeşitli devreleri içeren diğer güç kaynağı devrelerini de kontrol edin.