+ 5V et

La plupart des circuits électroniques analogiques nécessitent des rails d'alimentation doubles pour un fonctionnement équilibré approprié; cela devient particulièrement critique si nous concevons des circuits amplificateurs opérationnels. Une tension d'alimentation négative est également requise dans les systèmes numériques tels que les convertisseurs A / N, les amplificateurs opérationnels et les comparateurs. Dans tous ces cas, le besoin en courant sera faible, mais générer une telle alimentation -5V est généralement coûteux et inefficace si nous utilisons un grand nombre de composants discrets et de circuits intégrés. Donc, dans ce didacticiel, nous allons apprendre à construire un simple circuit d'alimentation double 5V à faible courant pouvant être alimenté à partir de nos ports USB. De même, nous avons déjà construit un double circuit d'alimentation + 12V et -12V.

Bien qu'il existe de nombreuses méthodes pour diviser une tension unique, leur potentiel de masse virtuelle ne sera pas constant. Si nous utilisons deux batteries pour obtenir une tension à double polarité, une batterie se déchargera plus rapidement que l'autre et il devient difficile de maintenir une tension à double polarité équilibrée. Si vous utilisez un diviseur de potentiel à résistance, une partie de la puissance est dissipée sous forme de chaleur et la tension divisée n'est pas stable. Pour surmonter ces problèmes, nous utiliserons un circuit intégré de convertisseur de tension CMOS appelé ICL7660 de Renesas.

ICL7660

Les ICL7660 et ICL7660A sont des convertisseurs de tension de pompe de charge CMOS monolithiques qui convertissent les plages de tension d'entrée de + 1,5V à + 10,0V en plages de tension de sortie de -1,5V à -10,0V.

Les ICL7660 et ICL7660A contiennent tous les circuits nécessaires pour compléter un convertisseur de tension négative, à l'exception des deux condensateurs externes. Le fonctionnement de l'appareil peut être mieux compris par la théorie du convertisseur de tension idéale donnée ci-dessous.

Pendant le premier demi-cycle, les interrupteurs S1 et S3 sont fermés (Remarque: les interrupteurs S2 et S4 sont ouverts pendant ce demi-cycle). Le condensateur C1 est chargé à une tension V +. Pendant le second demi-cycle de fonctionnement, les interrupteurs S2 et S4 sont fermés (Remarque: les interrupteurs S1 et S3 sont ouverts pendant ce demi-cycle). La tension sur le condensateur C1 se décale négativement de V + volts. La charge est ensuite transférée de C1 à C2, en supposant des commutateurs idéaux et aucune charge sur C2. Ainsi, la tension V + inversée est disponible aux bornes de C2. Le fonctionnement des ICL7660 et ICL7660A est similaire à ce fonctionnement idéal du convertisseur de tension.

Conseils d'application ICL7660:

• Le condensateur C2 doit être placé à proximité de IC2 pour empêcher le verrouillage de l'appareil. Ne donnez pas plus de 10V pour ICL7660, 12V pour ICL7660A.
• Ne connectez pas la borne BT à la TERRE pour des tensions d'alimentation supérieures à 3,5 V.
• Lors de l'utilisation de condensateurs polarisés, la borne «+» de C1 doit être connectée à la broche 2 des ICL7660 et ICL7660A et la borne «+» de C2 doit être connectée à la masse.
• Pour de meilleures performances, utilisez des condensateurs ESR de faible valeur à la place de C1 et C2.
• Un condensateur tampon peut être connecté à travers l'alimentation d'entrée si la distance du fil entre l'USB et le circuit est longue.
• Le courant de sortie de ce circuit est limité à 40 mA. Pour les besoins en courant jusqu'à 100 mA, l'IC MAX660 peut être utilisé à la place de U1.

Circuit d'alimentation 5v et fonctionnement:

Le schéma complet du circuit d'alimentation ± 5 V utilisant ICL760 est illustré ci-dessous. La tension d'entrée de + 5V peut être obtenue à partir de n'importe quel port USB d'un ordinateur portable / ordinateur ou d'un chargeur / adaptateur.

Le circuit est construit autour de ICL7660 (U1) avec deux condensateurs (C1 et C2). La sortie 5V de l'USB est donnée à la broche 8 de U1. L'IC U1 et les condensateurs (C1 et C2) forment la section inverseur de tension qui convertit + 5V en -5V. L'alimentation -5V convertie est disponible à la broche 5 de U1. Ainsi, la double alimentation 5V est disponible au niveau du connecteur J2.

Nous avons simulé le circuit dans Proteus avant de le construire sur du matériel:

Test du circuit d'alimentation USB double (±) 5 V:

Assemblez le circuit sur le PCB / la carte d'expérimentation selon le schéma de circuit illustré ci-dessus. Placez le condensateur C2 au plus près de l'IC U1. L'IC doit être fixé avec une base IC appropriée si le circuit est soudé sur PCB. Une fois que le circuit d'alimentation 5v est construit, il devrait ressembler à quelque chose comme ça

Pour tester le circuit, connectez l'USB à un ordinateur portable ou à une banque d'alimentation ou à n'importe quel USB pour alimenter le circuit. Vérifiez la tension de sortie sur J2 à l'aide d'un multimètre par rapport à la terre. Dans la vidéo de test ci-dessous, le multimètre est connecté au rail positif lorsqu'il affiche 4,9 V. Ensuite, le multimètre est connecté à la sortie de l'IC (c'est-à-dire, la broche 5 de ICL7660), puis il affiche -4,7V.

Ci-dessous la simulation

J'espère que vous avez compris le circuit et appris à construire un circuit d'alimentation double à l'aide du circuit intégré ICL7660. Si vous avez des questions, laissez-les dans la section des commentaires ou utilisez nos forums pour des questions plus techniques. Vérifiez également les autres circuits d'alimentation, qui comprennent divers circuits tels que le circuit de convertisseur élévateur, le circuit de convertisseur abaisseur, le circuit d'alimentation variable, le circuit SMPS, le circuit de la banque d'alimentation, etc.