Меню

Как создать отрицательный ток

Получаем отрицательное напряжение

Иногда в радиолюбительской практике нужно иметь кроме основного источника питания, имеющего минусовой общий провод, второй источник питания с плюсовым общим проводом, т.е. двухполярное питание, например, для питания ОУ. Для этого нужен дополнительный источник питания, плюсовой провод которого соединён с общим проводом (минусовым) вашего устройства. Каждый решает такую задачу по-своему, обычно это либо дополнительная обмотка\выпрямитель трансформатора, либо вообще отдельный источник питания. Мне было лень заниматся этим, поэтому я сделал минусовое питание из плюсового с помощью недорогой и широкораспространённой LM2576.

Итак, нам понадобится всего несколько деталей:

  1. Собственно сама LM2576
  2. Два электролита на вход и выход
  3. Диод Шоттки на , например 1N5819
  4. Индуктивность примерно на 100. 300мкГн 1а
  5. Пара резисторов если LM2576-adj
  6. Парочка керамических конденсаторов на 0,1мкФ
  7. Возможно ещё керамика 0,1. 0,01мкФ, если ваша разводка окажется настолко неудачной, что схема начнёт самовозбуждатся и переводить потребляемую энергию в тепло.

В итоге вы получите источник отрицательного напряжения с общим плюсовым проводом, способный выдать ток до 700мА и напряжением в диапазоне от 1,23в до примерно 20в с защитой от перегрузок по току и от перегрева кристалла.

Почему 2576 ? Потому что я полюбил этот чип за надёжность, низкую стоимость, простоту и удобство.

Ничего изобретать не понадобится, в даташите на LM2576 есть вся необходимая информация, открываем: http://www.national.com/ds/LM/LM2576.pdf и находим на 18й странице нужную нам схему.

Немного на мой взгляд неудачно у них нарисовано, поэтому сделаем зелёным.

Как видите это инвертирующий преобразователь, по буржуйски inverting buck-boost.

Ключ замыкается (биполярный транзистор, коллектор которого — это 1-й вывод LM2576, эмиттер — 2-й вывод), энергия запасается в сердечнике дросселя, затем ключ размыкается, и накопленная энергия через диод шоттки уходит в выходной электролит, цикл повторяется, пока цепь обратной связи не даст команду сбавитьобороты.

Цепь обратной связи (ОС) состоит из делителя R1, R2 для adj-версии микросхемы, а для версии с фиксированным выходным напряжением вывод 4 сразу сажаем на анод диода. Для версии с внутренним делителем, которую мы вдруг захотим включить на большее выходное напряжение, учитываем, что сопротивление внутреннего R2 равно:

3.3V R2 = 1.7k
5V, R2 = 3.1k
12V, R2 = 8.84k
15V, R2 = 11.3k

Выходное напряжение, как обычно, считаем по формуле Uвых = ((R2\R1)+1)*1,23, где 1,23 — это напряжение источника опорного напряжения.

Для R2 = 2 кОм, R1 = 240 рассчётно получается 11,48 в с учётом погрешности (в моём случае получилось 11,4в).

Для тех кто хочет спросить почему на выходе только 700мА, ведь в даташите написано микросхема обеспечивает , отвечу заранее: согласно даташиту ток ключа ограничивается внутренней схемой на уровне примерно 5,8а, а пиковый ток ключа в нашем обратноходовом преобразователе считается по формуле:

если после такого расчёта ваш мозг не аннигилировал в другое измерение то продолжим.

Короче, чтобы не хавать ваш мозг, пиковый ток обратнохода можно примерно прикинуть по формуле: Iпик = 5,5*(Pout)\Vin, где Pout — выходная мощность. Как видите, чем меньше входное напряжение, тем больше пиковый ток, поэтому крайне не рекомендую питать схему от источника менее 10в (даташит говорит что минимальный «drop» равен 4,7в, т.е. при выходном 12,7в минимальное входное будет 8 вольт, если меньше то выходной ключ открывается. а его нагрузка по постоянному току дросель. со всеми вытекающими)

Ладно, хватит мудрёных формул, ближе к делу. У меня получилась платка размером 15х34 мм, нарисовал в спринте вот так:

Резисторы делителя 1206, электролиты диаметром 12. 13мм, дроссель намотал на колечке Т60 из 52-го материала, особо не думая о количестве витков, просто намотал в 4 жилы проводом 0,3. 0,4мм до заполнения, получилось примерно 70..80 витков (200. 250мкГн)

Ну а дальше как обычно, в путь: стеклотекстолит, утюг, хлорное железо, паяльник.

Источник

Генератор отрицательного напряжения для дисплея 1602 и подобных

В радиолюбительских конструкциях широко применяются стандартные символьные дисплеи, благодаря своей высокой надёжности, низкой цене, распространённости. Эти дисплеи производятся многими фирмами, но управляются одинаково — внутри них находится контроллер, совместимый с Hitachi HD44780. Кроме того, существует много разновидностей дисплеев — на разное количество строк, и разное количество символов в строке. Большинство таких дисплеев имеют регулировку контрастности согласно данной схеме:

В данной схеме на вывод регулировки контраста (вывод № 3) подается напряжение от 0 до +5 вольт, чем напряжение меньше, тем контрастность выше. Некоторые дисплеи вообще могут работать когда на выводе 3 нулевое напряжение (вывод 3 замкнут на общий), поэтому на просторах интернета иногда встречаются схемы, на которых вывод 3 дисплея соединен с общим проводом схемы (максимальная контрастность). Сразу скажу, что так нельзя делать, так как один дисплей будет работать нормально, а другой уже не будет ничего показывать.

Читайте также:  Салчак тока тас баштыг

Относительно старые (а также некоторые новые) дисплеи для настройки контрастности требуют отрицательное напряжение около -1 вольта. Также при питании дисплея от +3,3 вольт, контрастность снижается, а повысить её можно только путём введения в схему отрицательного напряжения. Схема настройки контрастности приобретает следующий вид:

Чтобы установить оптимальную контрастность, на вывод 3 дисплея нужно подать отрицательное напряжение порядка -0,3. -1 вольт. Где же взять это отрицательное напряжение ? Для этого нужно спаять преобразователь (инвертор), который из +5 вольт сделает отрицательное напряжение, остаётся только подать его на подстроечный резистор, и установить желаемую контрастность.
Мне попался дисплей, требующий отрицательное напряжение.

Если подключить регулировку контраста по обычной схеме (рис.1), установить контраст на максимум, и подать питание +5 вольт, то, мы увидим бледное изображение:

А при питании +3,3 вольта вообще не будет изображения на дисплее. Это значит, что дисплею необходимо отрицательное напряжение для увеличения контрастности. Преобразователь (инвертор) я собрал на базе распространённой микросхемы MC34063, по схеме из даташита:

я только изменил резисторы в цепи обратной связи для получения нужного мне напряжения, и прикрутил подстроечный резистор для регулировки контрастности:

Подстроечный резистор включен между положительным и отрицательным напряжением. Это даёт возможность установить на его бегунке как положительное/отрицательное напряжение любой величины, так и нулевое напряжение. Номиналами резисторов R1 и R2 задаётся выходное напряжение преобразователя, я поставил R2=2k, R1=1k, что соответствует выходному напряжению около -3,5 вольт.

Для удобства я закрепил плату преобразователя на обратной стороне дисплея при помощи двустороннего скотча.

Также на плате дисплея я нашел контактные площадки на которых присутствует напряжение питания, и запитал от них преобразователь:

На плате дисплея я отследил куда идёт дорожка регулировки контраста (вывод 3) и перерезал её, подключив вместо вывода 3 мой собранный и настроенный преобразователь. Напряжение с вывода 3 дисплея идёт на этот джампер JP6, а далее идёт на чип дисплея.

Подаём питание, измеряем напряжение на выходе преобразователя:

Напряжение на выходе в пределах расчётного, теперь подстроечным резистором устанавливаем желаемую контрастность дисплея. Чем меньше/отрицательнее напряжение, тем выше контрастность.

Мой дисплей начал нормально показывать, когда на выводе 3 установилось напряжение -0,9 вольта.

Получилась конструкция с автономной регулировкой контрастности, не требующая никаких дополнительных напряжений, кроме питания +3,3. +5 вольт. При этом вывод № 3 дисплея теперь не используется, можно его не подключать. Ещё одним преимуществом является то, что дисплей теперь можно питать от +3,3 вольт без потери контрастности.

К статье прилагается печатка в формате Sprint Layout 5.

Источник

Источник отрицательного напряжения

Хотя существуют способы запитки схем на операционных усилителях однополярным напряжением, двуполярный источник питания даёт лучшие результаты. Можно сразу сделать двуполярный БП, а можно, как поступил автор Instructables под ником lonesoulsurfer, изготовить приставку к уже имеющемуся БП или батарее, превращающую источник в двуполярный. Корпус для самоделки взят от блока дистанционного управления гаражными воротами Easylifter.

Схему мастер взял готовую, предложенную автором сайта All about circuits Робином Митчеллом здесь . Устройство состоит из генератора и выпрямителя с удвоением, включённого таким образом, чтобы напряжение у него на выходе получалось отрицательным, несмотря на то, что генератор питается положительным напряжением.

На практике эта схема будет питаться через готовый импульсный стабилизатор, как показано ниже. Кнопка нужна, чтобы разряжать конденсатор после снижения входного напряжения, иначе пока этот конденсатор не разрядится через внешнюю цепь, отрицательное напряжение будет превышать положительное.

Внимание, в этой схеме ошибка. Источник отрицательного напряжения должен получать питание не до, а после импульсного стабилизатора. Тогда при регулировке напряжения на преобразователе будут меняться оба напряжения: и положительное, и отрицательное.

Мастер испытывает источник отрицательного напряжения на макетной плате типа breadboard и проверяет в действии.


Но такая плата громоздка, в выбранный автором корпус она не поместится. Поэтому он берёт кусок макетной платы другого типа — perfboard. Устанавливает на неё панельку для микросхемы (необязательна, если вы умеете хорошо паять):

Читайте также:  Вредные факторы при поражении током


Резистор с обратной стороны для экономии места на плате:

И ещё один — с лицевой:

Диод и электролитический конденсатор (это — полярные компоненты):

Ещё электролитический конденсатор:

Собрав плату, мастер убеждается, что она помещается в корпус:

Припаивает к ней проводники и снова проверяет в действии:

Устанавливает батарею, выключатель питания, клеммы:

Подключает их. Упирать лепесток клеммы в батарею так, как показано на следующем фото, нельзя:

Мастер подключает модуль вольтметра:

И заменяет подстроечный резистор в импульсном стабилизаторе на переменный:

Очень плотно втискивает всё это в корпус:

Устанавливает на переднюю панель вольтметр и кнопку:

Подключает мультиметр, работающий в режиме вольтметра, к положительному выходу, убеждается, что при регулировке выходного напряжения его показания меняются синхронно с показаниями встроенного вольтметра. Затем переключает мультиметр на отрицательный выход, убеждается, что при регулировке вверх отрицательное напряжение увеличивается синхронно с положительным. При регулировке вниз этого не происходит, отрицательное напряжение становится равным (по модулю) положительному после разряда конденсатора кнопкой.

Источник



Отрицательное напряжение из положительного на max660 или max865

Отрицательное напряжение из положительного на MAX660 и MAX865

Для питания портативной электроники сегодня очень удобно применять dc-dc преобразователи напряжения. Особый интерес представляют микросхемы, способные создать отрицательное напряжение из положительного с минимумом внешних компонентов. Рассмотрим подробнее две хорошо зарекомендовавшие себя микросхемы от прославленной компании Maxim — MAX660 и MAX865.

  1. Микросхема MAX660
  2. Схема включения MAX660
  3. MAX660 в питании звуковых цепей.
  4. Микросхема MAX865
  5. Схема включения MAX865 проста до безобразия

Микросхема MAX660

Это улучшенный и доработанный потомок микросхемы max7660. Которая выпускается далеко не только фирмой maxim. При этом характеристики микросхемы у разных производителей могут отличаться…

Но вернемся к max660.

Схема включения MAX660

Существует 2 схемы включения max660, преследующие разные цели:

.
Инвертор входного напряжения Uвых= -Uвх

Отрицательное напряжение из положительного на MAX660 и MAX865

• Удвоитель входного напряжения Uвых=2*Uвх

Отрицательное напряжение из положительного на MAX660 и MAX865

Микросхема выпускается в корпусах DIP8 и SO-8. Как видно из представленных схем диапазон входных напряжений по схеме инвертора на Max660 лежит в пределах от 1.5 до 5.5 вольт, а по схеме удвоителя напряжения 2.5-5.5 Вольт.

Принцип преобразования тут емкостной. И для нормальной работы микросхема требует наличия на выводах CAP+ и CAP- (выводы 2 и 4), а так же на выходе конденсаторов емкостью от 100uF. В даташите указывается емкость от 47мкФ, но из их же графиков следует, что лучше ставить конденсаторы емкостью не меньше 100мкф. Лучше поставить 150-200 мкФ танталовых конденсаторов. Использовать бОльшую емкость особого смысла не имеет. Конденсаторы могут быть и не танталовыми, но они должны обладать низким ESR, чтобы иметь возможность очень шустро отдать требуемый ток.

Микросхема может отдать в нагрузку ток в 100mA, что очень даже хорошо. Но проседание выходного напряжения при этом составит 0.65В, что уже не так хорошо. Если требуется ток больше указанного, можно включить две микросхемы «в параллель». При этом емкость используемая для преобразования у каждой микросхемы должна быть своя, т.е по 100-200 мкФ, а выходная емкость общая и равная сумме выходных емкостей отдельных преобразователей, что вполне логично.

Отрицательное напряжение из положительного на MAX660 и MAX865

Если вам было лень читать много буковок, то можно послушать умного дядю, посмотрев короткое видео:

MAX660 в питании звуковых цепей.

Работа dc-dc преобразователя на MAX660 возможна на двух частотах — 10 и 80 кГц. Первый вариант не интересен, так как лежит в слышимом диапазоне частот.

Хорошая новость в том, что можно заставить микросхему работать на частоте преобразования 80кГц, подав на вывод FC ( вывод 1) В таком случае даташит гарантирует частоту преобразования не ниже 40 кГц, что для нас уже вполне устраивает.

Отрицательное напряжение из положительного на MAX660 и MAX865

Тактирующие импульсы могут быть поданы и с собственного генератора на ногу OSC (вывод 7 ). К указанному выводу подключен встроенный конденсатор емкостью 15пФ. Подключением внешнего конденсатора можно снизить частоту до требуемого значения.

Вся прелесть заключается в том, что микросхема не дает кучи лишнего шума по цепям питания, как это делает всеми любимая mc34063.

Преобразователь на данной микросхеме прекрасно работает с усилителем для наушников на NE5532, по схеме из статьи: Высококачественный усилитель для наушников на ОУ по разумной цене , даже не смотря на то, что у NE5532 минимальное напряжение питания ±5В.

Читайте также:  Особенности поражения электрическим током организма человека

При помощи микросхемы макс 660 очень удобно делать двухполярное питание из однополярного. Минус заключается в том, что если источником питания служит аккумулятор, то по мере его разряда падает как положительное напряжение питания, так и отрицательное. При использовании литиевого аккумулятора на полном заряде питание составить ±4.2В, а при разряженном ±3.2 вольта.

Хотите больший размах напряжений? -пожалуйста, MAX865 в студию

Микросхема MAX865

В отличие от 660-ой, dc-dc преобразователь на MAX865 представляет из себя два конвертера. По сути это повышающий и инвертирующий преобразователи в одном корпусе. На выходе микросхемы будет удвоенное положительное и удвоенное отрицательное напряжения. Весьма удобное решение для питания портатива двухполярным напряжением.

Микросхема выпускается в корпусе μMAX — это корпус для поверхностного монтажа с размерами 3×3 мм, не считая выводов. Что еще раз подтверждает, что микросхема созданна для портатива.

Отрицательное напряжение из положительного на MAX660 и MAX865

Диапазон входных напряжений здесь немного расширен и заключен между 1.5 и 6 вольтами. Соответственно на выходе можно получить двухполярное питание из однополярного напряжением от ±3 до ±12В.

А вот выходной ток у микросхемы не так радует. В даташите заявляют, что микросхема отлично справляется с нагрузкой до 20 мА, хотя и не доходя до такого тока начинаются просадки выходных напряжений, что хорошо видно из графика зависимости выходного напряжения от тока, показанного ниже. Однако максимальный выходной ток заявлен как 100мА, но это ток КЗ.

Отрицательное напряжение из положительного на MAX660 и MAX865

Выбора частоты преобразования тут не предусмотрено, но производители постарались вывести частоту за пределы слышимого диапазона. Микросхема работает на частотах от 20 до 38 кГц. Видимо под нагрузкой частота проседает.

Схема включения MAX865 проста до безобразия

Отрицательное напряжение из положительного на MAX660 и MAX865

Емкость всех указанных конденсаторов — 3.3 мкФ. Лучше опять таки использовать танталовые конденсаторы. Но подойдут и любые другие с низким ESR. Емкость выходного конденсатора, на мой взгляд, несколько маловата. Лучше дополнительно установить емкость по 10-20 мкФ непосредственно на ноги питаемых микросхем.

Как и в предыдущем случае, при нехватке выходного тока, можно запаралелить две микросхемы.

Отрицательное напряжение из положительного на MAX660 и MAX865

При этом по даташиту выходная емкость остается неизменной. Но лучше опять таки ее нарастить, и конечно не помешает установить электролиты непосредственно на ножки питаемых микросхем. Это обеспечит максимальную эффективность при пиковых нагрузках.

Данные микросхемы, несомненно весьма интересные кандидаты для построения dc-dc преобразователей, способных создать отрицательное напряжение из положительного и могут найти применения для различны случаев.

Если же вы хотите более вкусные характеристики, в частности, частоту преобразования более полутора МГц, выходной ток более 400 мА и и стабильное двухполярное выходное напряжение ±5 вольт, то стоит внимательнее присмотреться к преобразователю на микросхеме TPS65130.

Статья написанна исключительно для сайта AudioGeek.ru

AliExpress RU&CIS

Привет! В этом окошке авторы блогов любят мериться крутостью биографий. Мне же будет гораздо приятнее услышать критику статей и блога в комментариях. Обычный человек, который любит музыку, копание в железе, электронике и софте, особенно когда эти вещи пересекаются и составляют целое, отсюда и название — АудиоГик. Материалы этого сайта — личный опыт, который, надеюсь, пригодится и Вам. Приятно, что прочитали 🙂

Здравствуйте, я тупица, когда-то давно изучал на парах изучал микроэлектронику, но уже растерял все знания, даже уже схему прочитать не могу. Мне из 12В нужно получить -12В, такой же большой силы тока на выходе мне не нужно (входная 13А, выходная не менее 1А).
Получается мне нужно воспользоваться второй схемой? К каким выводам (Vin, IN, HND) я должен подключить + и — источника питания, с каких выводов я могу забрать -12В и 0?
К тому устройству я могу подсоединить кабель только -12, но с этого же БП к нему должны идти GND, +5 и +12. Я конечно понимаю, что я попрошайка), но обратиться больше не к кому(

вы не сможете получить 1 Ампер с этих микросхем. Первая дает до 100 мА, вторая вообще всего 10 мА…
Даже если вы включите параллельно 10 микросхем (что не очень дешево) то мне кажется для вашей задачи это не лучший вариант. На алиэкспресс есть много готовых смех преобразователей за пару долларов.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Источник