Получаем отрицательное напряжение

Рейтинг пользователей: / 17
ХудшийЛучший 
Проекты - Электроника

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.

Схема из даташитаНемного на мой взгляд неудачно у них нарисовано, поэтому сделаем зелёным.

схема инвертора полярности

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:

расчёт пикового тока

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:

печатная платаРезисторы 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....

сборка инвертора полярностисборка инвертора полярностисборка инвертора полярности

сборка инвертора полярностисборка инвертора полярностисборка инвертора полярности

сборка инвертора полярностисборка инвертора полярностисборка инвертора полярности

сборка инвертора полярности

Напоследок традиционно о КПД:

Вход 15в 410мА  - 6,15Вт потребляемая

Выход 11,4в 360мА - 4,1 Выдаваемая

ток холостого хода около 20...30мА

Соответственно, КПД = 67%, но мне лично  уже не важно, лишь бы не мудрить вторую обмотку, второй блок пиатния.

 Обсудить на форуме (0 комментариев).



Темы форума

Нет сообщений для показа

Комментарии
Статистика
Просмотров:
mod_vvisit_counterСегодня1076
mod_vvisit_counterВчера5251
mod_vvisit_counterНа этой неделе16765
mod_vvisit_counterНа прошлой неделе32218
mod_vvisit_counterВ этом месяце63220
mod_vvisit_counterЗа все время16334307

Ваш IP: 54.91.171.137
 , 
14 Дек. 2017