+ 5V e

La maggior parte dei circuiti elettronici analogici richiede una doppia alimentazione per un corretto funzionamento bilanciato; questo diventa particolarmente critico se stiamo progettando circuiti amplificatori operazionali. La tensione di alimentazione negativa è richiesta anche nei sistemi digitali come convertitori A / D, amplificatori operazionali e comparatori. In tutti questi casi, il fabbisogno di corrente sarà basso, ma la generazione di una tale alimentazione di -5V è solitamente costosa e inefficiente se si utilizza un numero elevato di componenti a circuiti integrati e discreti. Quindi in questo tutorial impareremo come costruire un semplice doppio circuito di alimentazione a 5V a bassa corrente che può essere alimentato dalle nostre porte USB. Allo stesso modo abbiamo già costruito un circuito a doppia alimentazione + 12V e -12V.

Sebbene esistano molti metodi per suddividere la singola tensione, il loro potenziale di terra virtuale non sarà costante. Se usiamo due batterie per ottenere una tensione a doppia polarità, a tempo debito una batteria si scaricherà più velocemente dell'altra e diventa difficile mantenere una tensione a doppia polarità bilanciata. Se si utilizza un divisore di potenziale resistore, una parte della potenza viene dissipata poiché il calore e la tensione divisa non è stabile. Per superare questi problemi utilizzeremo un IC convertitore di tensione CMOS chiamato ICL7660 di Renesas.

ICL7660

ICL7660 e ICL7660A sono convertitori di tensione della pompa di carica CMOS monolitici che convertono gli intervalli di tensione di ingresso da + 1,5 V a + 10,0 V in intervalli di tensione di uscita da -1,5 V a -10,0 V.

ICL7660 e ICL7660A contengono tutti i circuiti necessari per completare un convertitore di tensione negativa, ad eccezione dei due condensatori esterni. Il funzionamento del dispositivo può essere meglio compreso dalla teoria del convertitore di tensione ideale fornita di seguito.

Durante la prima metà del ciclo, gli interruttori S1 e S3 sono chiusi (Nota: gli interruttori S2 e S4 sono aperti durante questo metà ciclo). Il condensatore C1 viene caricato a una tensione V +. Durante la seconda metà del ciclo di funzionamento, gli interruttori S2 e S4 sono chiusi (Nota: gli interruttori S1 e S3 sono aperti durante questo mezzo ciclo). La tensione sul condensatore C1 si sposta negativamente di V + volt. La carica viene quindi trasferita da C1 a C2, assumendo interruttori ideali e nessun carico su C2. Pertanto la tensione V + invertita è disponibile su C2. Il funzionamento di ICL7660 e ICL7660A è simile a questo funzionamento ideale del convertitore di tensione.

Suggerimenti per l'applicazione ICL7660:

• Il condensatore C2 deve essere posizionato vicino a IC2 per evitare che il dispositivo si blocchi. Non fornire più di 10 V per ICL7660, 12V per ICL7660A.
• Non collegare il terminale BT a TERRA per tensioni di alimentazione superiori a 3,5 V.
• Quando si utilizzano condensatori polarizzati, il terminale "+" di C1 deve essere collegato al pin 2 di ICL7660 e ICL7660A e il terminale "+" di C2 deve essere collegato a TERRA.
• Per prestazioni ottimali, utilizzare condensatori ESR di basso valore al posto di C1 e C2.
• Un condensatore tampone può essere collegato attraverso l'alimentazione di ingresso se la distanza del filo tra l'USB e il circuito è lunga.
• La corrente di uscita di questo circuito è limitata a 40 mA. Per requisiti di corrente fino a 100 mA, è possibile utilizzare l'IC MAX660 al posto di U1.

Circuito di alimentazione 5v e funzionamento:

Di seguito è mostrato lo schema completo del circuito di alimentazione ± 5v utilizzando ICL760. La tensione di ingresso di + 5V può essere ottenuta da qualsiasi porta USB del laptop / computer o da un caricatore / adattatore.

Il circuito è costruito da circa ICL7660 (U1) insieme a due condensatori (C1 e C2). L'uscita 5V dall'USB è data al pin 8 di U1. L'IC U1 e i condensatori (C1 e C2) formano la sezione dell'inverter di tensione che converte + 5V in -5V. L'alimentazione Converted -5V è disponibile al pin 5 di U1. Quindi la doppia alimentazione 5V è disponibile al connettore J2.

Abbiamo simulato il circuito in Proteus prima di costruirlo sull'hardware:

Test del circuito di alimentazione USB doppio (±) 5V:

Assemblare il circuito sulla PCB / breadboard secondo lo schema del circuito mostrato sopra. Posizionare il condensatore C2 il più vicino possibile all'IC U1. L'IC dovrebbe essere fissato con una base IC adeguata se il circuito è saldato su PCB. Una volta che il circuito di alimentazione 5v è costruito, dovrebbe assomigliare a questo

Per testare il circuito, collega l'USB al laptop o al power bank o qualsiasi USB per alimentare il circuito. Controllare la tensione di uscita su J2 utilizzando il multimetro con riferimento a massa. Nel video di prova fornito di seguito, il multimetro è collegato al binario positivo quando mostra 4,9 V. Quindi il multimetro è collegato all'uscita dell'IC (cioè, pin 5 di ICL7660), quindi mostra -4,7V.

Di seguito è la simulazione

Spero che tu abbia capito il circuito e imparato come costruire un doppio circuito di alimentazione utilizzando il circuito integrato ICL7660. Se hai domande, lasciale nella sezione commenti o usa i nostri forum per domande più tecniche. Controlla anche altri circuiti di alimentazione, che includono vari circuiti come circuito convertitore boost, circuito convertitore buck, circuito di alimentazione variabile, circuito SMPS, circuito power bank ecc.