Sebagian besar sirkuit Elektronik Analog memerlukan rel catu daya ganda untuk pengoperasian seimbang yang tepat; ini menjadi sangat kritis jika kita merancang rangkaian penguat Operasional. Tegangan suplai negatif juga diperlukan dalam sistem digital seperti konverter A / D, op amp, dan komparator. Dalam semua kasus ini, kebutuhan saat ini akan rendah, tetapi menghasilkan pasokan -5V seperti itu biasanya mahal dan tidak efisien jika kita menggunakan banyak komponen diskrit dan sirkuit terintegrasi. Jadi dalam tutorial ini kita akan belajar bagaimana membangun Sirkuit Power Supply dual 5V arus rendah sederhana yang dapat didukung dari port USB kita. Demikian pula kami sebelumnya telah membangun Sirkuit Catu Daya Ganda + 12V dan -12V.
Meskipun ada banyak metode untuk membagi tegangan tunggal, potensi ground virtualnya tidak akan konstan. Jika kita menggunakan dua baterai untuk mendapatkan tegangan polaritas ganda, pada waktunya satu baterai akan lebih cepat habis daripada yang lain dan sulit untuk menjaga keseimbangan tegangan polaritas ganda. Jika Anda menggunakan pembagi potensial resistor, sebagian daya akan hilang karena panas dan tegangan yang dipisahkan tidak stabil. Untuk mengatasi masalah tersebut kita akan menggunakan IC konverter Tegangan CMOS yang disebut ICL7660 dari Renesas.
ICL7660
ICL7660 dan ICL7660A adalah konverter tegangan pompa pengisian CMOS monolitik yang mengubah rentang tegangan input dari + 1.5V hingga + 10.0V ke rentang tegangan output -1.5V hingga -10.0V.
ICL7660 dan ICL7660A berisi semua sirkuit yang diperlukan untuk melengkapi konverter tegangan negatif, kecuali dua kapasitor eksternal. Cara kerja perangkat dapat dipahami dengan baik oleh teori konverter tegangan ideal yang diberikan di bawah ini.
Selama setengah siklus pertama, sakelar S1 dan S3 ditutup (Catatan: Sakelar S2 dan S4 terbuka selama setengah siklus ini). Kapasitor C1 dibebankan ke tegangan V +. Selama setengah siklus operasi kedua, sakelar S2 dan S4 ditutup (Catatan: Sakelar S1 dan S3 terbuka selama setengah siklus ini). Tegangan pada kapasitor C1 bergeser negatif sebesar V + volt. Pengisian daya kemudian ditransfer dari C1 ke C2, dengan asumsi sakelar ideal dan tidak ada beban pada C2. Jadi tegangan V + terbalik tersedia di C2. Operasi ICL7660 dan ICL7660A mirip dengan operasi ideal konverter tegangan ini.
Tip Aplikasi ICL7660:
- Kapasitor C2 harus ditempatkan di dekat IC2 untuk mencegah perangkat terkunci. Jangan berikan lebih dari 10V untuk ICL7660, 12V untuk ICL7660A.
- Jangan hubungkan terminal LV ke GROUND untuk tegangan suplai lebih besar dari 3,5V.
- Saat menggunakan kapasitor terpolarisasi, terminal '+' dari C1 harus dihubungkan ke pin 2 dari ICL7660 dan ICL7660A dan terminal '+' dari C2 harus dihubungkan ke GROUND.
- Untuk kinerja terbaik, gunakan kapasitor ESR nilai rendah sebagai pengganti C1 dan C2.
- Kapasitor penyangga dapat dihubungkan melintasi suplai input jika jarak kabel antara USB dan rangkaian panjang.
- Arus keluaran rangkaian ini dibatasi hingga 40mA. Untuk kebutuhan arus hingga 100mA, IC MAX660 dapat digunakan sebagai pengganti U1.
Sirkuit Catu Daya 5v dan Bekerja:
Diagram rangkaian catu daya ± 5v lengkap menggunakan ICL760 ditunjukkan di bawah ini. Tegangan input + 5V dapat diperoleh dari port USB apa pun di laptop / komputer atau pengisi daya / adaptor.
Sirkuit ini dibangun di sekitar ICL7660 (U1) bersama dengan dua kapasitor (C1 dan C2). Output 5V dari USB diberikan ke pin 8 dari U1. IC U1 dan kapasitor (C1 dan C2) membentuk bagian inverter tegangan yang mengubah + 5V menjadi -5V. Suplai -5V yang Dikonversi tersedia di pin 5 dari U1. Dengan demikian catu daya 5V daya ganda tersedia di konektor J2.
Kami telah mensimulasikan sirkuit di Proteus sebelum membangunnya di perangkat keras:
Menguji Sirkuit Catu Daya USB Ganda (±) 5V:
Pasang sirkuit pada PCB / papan tempat memotong roti sesuai diagram sirkuit yang ditunjukkan di atas. Letakkan kapasitor C2 sedekat mungkin dengan IC U1. IC harus diperbaiki dengan basis IC yang tepat jika rangkaian disolder pada PCB. Setelah rangkaian catu daya 5v dibuat, akan terlihat seperti ini
Untuk menguji sirkuit, hubungkan USB ke laptop atau bank daya atau USB apa pun untuk menyalakan sirkuit. Cek tegangan keluaran pada J2 menggunakan multimeter dengan mengacu pada ground. Dalam video pengujian yang diberikan di bawah ini, multimeter dihubungkan ke rel positif selama menunjukkan 4,9V. Kemudian multimeter dihubungkan ke output IC (yaitu, pin 5 dari ICL7660), kemudian menunjukkan -4.7V.
Berikut simulasinya
Harap Anda memahami rangkaian dan mempelajari cara membangun rangkaian catu daya ganda menggunakan IC ICL7660. Jika Anda memiliki pertanyaan, tinggalkan di bagian komentar atau gunakan forum kami untuk pertanyaan yang lebih teknis. Periksa juga rangkaian catu daya lainnya, yang mencakup berbagai rangkaian seperti rangkaian konverter boost, rangkaian konverter buck, rangkaian catu daya variabel, rangkaian SMPS, rangkaian bank daya, dll.