+ 5V e

A maioria dos circuitos eletrônicos analógicos requerem trilhos de fonte de alimentação duplos para operação equilibrada adequada; isso se torna especialmente crítico se estivermos projetando circuitos amplificadores operacionais. A tensão de alimentação negativa também é necessária em sistemas digitais como conversores A / D, amplificadores operacionais e comparadores. Em todos esses casos, a necessidade de corrente será baixa, mas gerar uma fonte de -5 V geralmente é caro e ineficiente se usarmos um grande número de componentes de circuito integrado e discretos. Portanto, neste tutorial, aprenderemos como construir um circuito de fonte de alimentação duplo 5V simples de baixa corrente que pode ser alimentado por nossas portas USB. Da mesma forma, construímos anteriormente um circuito de alimentação dupla de + 12 V e -12 V.

Embora existam muitos métodos para dividir uma tensão simples, seu potencial de terra virtual não será constante. Se usarmos duas baterias para obter tensão de polaridade dupla, no devido tempo uma bateria irá descarregar mais rápido do que a outra e será difícil manter a tensão de polaridade dupla equilibrada. Se você usar o divisor de potencial do resistor, parte da energia é dissipada como calor e a tensão dividida não é estável. Para superar esses problemas, usaremos um conversor de tensão CMOS IC chamado ICL7660 da Renesas.

ICL7660

O ICL7660 e o ICL7660A são conversores de tensão de bomba de carga CMOS monolíticos que convertem as faixas de tensão de entrada de + 1,5 V a + 10,0 V para as faixas de tensão de saída de -1,5 V a -10,0 V.

O ICL7660 e o ICL7660A contêm todos os circuitos necessários para completar um conversor de tensão negativa, exceto os dois capacitores externos. O funcionamento do dispositivo pode ser melhor compreendido pela teoria do conversor de tensão ideal fornecida abaixo.

Durante o primeiro meio ciclo, os interruptores S1 e S3 estão fechados (Nota: os interruptores S2 e S4 estão abertos durante este meio ciclo). O capacitor C1 é carregado com uma tensão V +. Durante o segundo meio ciclo de operação, os interruptores S2 e S4 são fechados (Observação: os interruptores S1 e S3 estão abertos durante este meio ciclo). A tensão no capacitor C1 muda negativamente em V + volts. A carga é então transferida de C1 para C2, assumindo interruptores ideais e sem carga em C2. Assim, a tensão V + invertida está disponível em C2. A operação do ICL7660 e do ICL7660A é semelhante a esta operação ideal do conversor de tensão.

Dicas de aplicação ICL7660:

• O capacitor C2 deve ser colocado próximo ao IC2 para evitar o travamento do dispositivo. Não forneça mais de 10 V para ICL7660, 12 V para ICL7660A.
• Não conecte o terminal LV ao TERRA para tensões de alimentação maiores que 3,5V.
• Ao usar capacitores polarizados, o terminal '+' de C1 deve ser conectado ao pino 2 do ICL7660 e ICL7660A e o terminal '+' de C2 deve ser conectado ao TERRA.
• Para melhor desempenho, use capacitores ESR de baixo valor no lugar de C1 e C2.
• Um capacitor buffer pode ser conectado através da fonte de entrada se a distância do fio entre o USB e o circuito for longa.
• A corrente de saída deste circuito é limitada a 40mA. Para requisitos de corrente de até 100mA, o IC MAX660 pode ser usado no lugar de U1.

Circuito de fonte de alimentação 5v e funcionamento:

O diagrama completo do circuito da fonte de alimentação ± 5 V usando ICL760 é mostrado abaixo. A voltagem de entrada de + 5V pode ser obtida de qualquer porta USB de laptop / computador ou carregador / adaptador.

O circuito é construído em torno do ICL7660 (U1) junto com dois capacitores (C1 e C2). A saída de 5 V do USB é fornecida ao pino 8 do U1. O IC U1 e os capacitores (C1 e C2) formam a seção do inversor de tensão que converte + 5V em -5V. A fonte convertida de -5V está disponível no pino 5 do U1. Portanto, a fonte de alimentação dupla de 5 V está disponível no conector J2.

Simulamos o circuito em Proteus antes de construí-lo no hardware:

Testando o circuito de fonte de alimentação USB duplo (±) 5 V:

Monte o circuito na PCB / placa de ensaio de acordo com o diagrama de circuito mostrado acima. Coloque o capacitor C2 o mais próximo do IC U1. O IC deve ser fixado com uma base IC adequada se o circuito for soldado no PCB. Uma vez que o circuito de fonte de alimentação de 5 V é construído, deve ser parecido com isto

Para testar o circuito, conecte o USB ao laptop ou banco de energia ou qualquer USB para alimentar o circuito. Verifique a tensão de saída em J2 usando multímetro com referência ao aterramento. No vídeo de teste fornecido abaixo, o multímetro é conectado ao trilho positivo quando mostra 4,9V. Então, o multímetro é conectado à saída do IC (ou seja, pino 5 do ICL7660) e mostra -4,7V.

Abaixo está a simulação

Espero que você tenha entendido o circuito e aprendido a construir um circuito de alimentação dupla usando o IC ICL7660. Se você tiver alguma dúvida, deixe-a na seção de comentários ou use nossos fóruns para perguntas mais técnicas. Verifique também outros circuitos de fonte de alimentação, que incluem vários circuitos, como circuito conversor de reforço, circuito conversor de Buck, circuito de fonte de alimentação variável, circuito SMPS, circuito de banco de energia, etc.