+ 5V y

La mayoría de los circuitos electrónicos analógicos requieren dos rieles de suministro de energía para un funcionamiento equilibrado adecuado; esto se vuelve especialmente crítico si estamos diseñando circuitos amplificadores operacionales. También se requiere voltaje de suministro negativo en sistemas digitales como convertidores A / D, amplificadores operacionales y comparadores. En todos estos casos, el requerimiento de corriente será bajo, pero generar un suministro de -5V suele ser costoso e ineficiente si usamos una gran cantidad de componentes de circuitos integrados y discretos. Entonces, en este tutorial aprenderemos cómo construir un circuito de fuente de alimentación dual de 5V de baja corriente simple que se puede alimentar desde nuestros puertos USB. De manera similar, hemos construido previamente un circuito de suministro de energía dual de + 12V y -12V.

Aunque existen muchos métodos para dividir un solo voltaje, su potencial de tierra virtual no será constante. Si usamos dos baterías para obtener voltaje de polaridad dual, a su debido tiempo una batería se agotará más rápido que la otra y se hará difícil mantener el voltaje de polaridad dual balanceada. Si usa un divisor de potencial de resistencia, algo de energía se disipa como calor y el voltaje dividido no es estable. Para superar estos problemas utilizaremos un IC convertidor de voltaje CMOS llamado ICL7660 de Renesas.

ICL7660

El ICL7660 y el ICL7660A son convertidores de voltaje de bomba de carga CMOS monolíticos que convierten los rangos de voltaje de entrada de + 1.5V a + 10.0V a los rangos de voltaje de salida de -1.5V a -10.0V.

El ICL7660 y el ICL7660A contienen todos los circuitos necesarios para completar un convertidor de voltaje negativo, excepto los dos condensadores externos. El funcionamiento del dispositivo se puede comprender mejor mediante la teoría del convertidor de voltaje ideal que se da a continuación.

Durante el primer medio ciclo, los interruptores S1 y S3 están cerrados (Nota: Los interruptores S2 y S4 están abiertos durante este medio ciclo). El condensador C1 se carga a un voltaje V +. Durante el segundo medio ciclo de operación, los interruptores S2 y S4 están cerrados (Nota: Los interruptores S1 y S3 están abiertos durante este medio ciclo). El voltaje en el condensador C1 cambia negativamente en V + voltios. Luego, la carga se transfiere de C1 a C2, asumiendo interruptores ideales y sin carga en C2. Por lo tanto, el voltaje V + invertido está disponible en C2. La operación de ICL7660 e ICL7660A es similar a esta operación ideal del convertidor de voltaje.

Consejos de aplicación de ICL7660:

• El condensador C2 debe colocarse cerca de IC2 para evitar que el dispositivo se bloquee. No dé más de 10 V para ICL7660, 12V para ICL7660A.
• No conecte el terminal LV a TIERRA para voltajes de suministro superiores a 3,5 V.
• Cuando se utilizan condensadores polarizados, el terminal '+' de C1 debe conectarse al pin 2 del ICL7660 e ICL7660A y el terminal '+' de C2 debe conectarse a TIERRA.
• Para un mejor rendimiento, use condensadores ESR de bajo valor en lugar de C1 y C2.
• Se puede conectar un condensador de búfer a través de la fuente de entrada si la distancia del cable entre el USB y el circuito es larga.
• La corriente de salida de este circuito está limitada a 40 mA. Para requisitos de corriente de hasta 100 mA, el IC MAX660 se puede utilizar en lugar de U1.

Circuito de alimentación de 5v y funcionamiento:

A continuación se muestra el diagrama completo del circuito de la fuente de alimentación de ± 5v utilizando ICL760. El voltaje de entrada de + 5V se puede obtener desde cualquier puerto USB de una computadora portátil o un cargador / adaptador.

El circuito está construido alrededor de ICL7660 (U1) junto con dos condensadores (C1 y C2). La salida de 5 V de USB se envía al pin 8 de U1. El IC U1 y los condensadores (C1 y C2) forman la sección del inversor de voltaje que convierte + 5V en -5V. La fuente de -5V convertida está disponible en el pin 5 de U1. Por lo tanto, la fuente de alimentación dual de 5 V está disponible en el conector J2.

Hemos simulado el circuito en Proteus antes de construirlo en hardware:

Prueba del circuito de fuente de alimentación USB doble (±) 5V:

Monte el circuito en la placa de circuito impreso / placa de pruebas según el diagrama de circuito que se muestra arriba. Coloque el condensador C2 tan cerca del IC U1. El IC debe fijarse con la base IC adecuada si el circuito está soldado en PCB. Una vez que se construye el circuito de la fuente de alimentación de 5v, debería verse así

Para probar el circuito, conecte el USB a la computadora portátil o banco de energía o cualquier USB para alimentar el circuito. Verifique el voltaje de salida en J2 usando un multímetro con referencia a tierra. En el video de prueba que se muestra a continuación, el multímetro está conectado al riel positivo durante cuando muestra 4.9V. Luego, el multímetro se conecta a la salida del IC (es decir, el pin 5 de ICL7660), luego muestra -4.7V.

A continuación se muestra la simulación

Espero que haya entendido el circuito y haya aprendido a construir un circuito de fuente de alimentación dual usando el ICL7660 IC. Si tiene alguna pregunta, déjela en la sección de comentarios o utilice nuestros foros para preguntas más técnicas. También verifique otros circuitos de suministro de energía, que incluyen varios circuitos como circuito convertidor elevador, circuito convertidor reductor, circuito de suministro de energía variable, circuito SMPS, circuito de banco de energía, etc.