В позапрошлом выпуске шла речь о том, как создать источник
отрицательного напряжения на плате. Обсуждались общие вопросы. Теперь
же обсудим реальную схему, которая позволит без особых затрат
обзавестись источником отрицательного напряжения.
Конструкция из двух конденсаторов и двух диодов - классическая. Здесь
уже ничего нового придумать нельзя, можно только добавлять, немного
экспериментировать и видоизменять. Но принцип останется ТЕМ ЖЕ.
Есть подобные схемы, но только с использованием индуктивных
элементов. Я же решил остановиться на ёмкостях. С ними работать
проще. Они больше распространены, и к тому же - меньше в размерах! Но
и индуктивные работают на том же принципе. ;)
Что же это за принцип, которым я уже успел продолбить мозги
читателям, но всё ещё о нём не сказал? Это - накопление энергии в
РЕАКТИВНОМ элементе /*индуктивности или ёмкости; в нашем случае -
ёмкости.*/
Схемка работает просто. Её работу можно проследить по приведённым
графикам напряжений:
1. В точку "А" подаётся переменное напряжение. В нашем случае -
меандр 0-5V.
2. Напряжение в точке "В" не может подняться выше значения
напряжения, падающего на открытом диоде. Этому напряжению ничего не
остаётся делать, как "опускать" своё среднее значение вниз, чтобы
"жёлтый меандр" смог спокойно "плавать" в диапазоне, ограниченном
диодом. Конденсатор легко пропускает через себя "переменку", а
"постоянка" ему безразлична - с одной стороны 0-5V, а с другой -
примерно 0.8-(-4.2)V. Примерно за пять тактов конденсатор заряжается
и устанавливается стабильный режим работы.
3. Вторые диод и конденсатор - просто-напросто "выпрямлятор" и
"сглаживатор". :) /*При желании можно применить для указанных целей и
другие схемы, но эта - самая простая, дешёвая и надёжная.*/
Схема работает просто. Она легко понимаема. Посему сразу же опишем
несколько ТОНКИХ моментов:
1. Выходное напряжение устанавливается не сразу. Время, за которое
оно установится, зависит от ёмкости ПЕРВОГО конденсатора (И в
некоторой степени - от второго). Пока среднее значение потенциала на
правой обкладке не станет примерно на пять вольт ниже среднего
потенциала левой, отрицательное напряжение экспоненциально понижается
до указанного уровня.
2. Выходное отрицательное напряжение никогда не будет равно по модулю
положительному. Оно будет всегда меньше на ДВА напряжения на диоде.
Отсюда маленький вывод - для того, чтобы не терять примерно 0.5V,
нужно использовать диоды Шоттки.
3. Выходное напряжение строго фиксировано (его значение - см.
предыдущий пункт). Больше (то есть НИЖЕ) - не получится, а меньше -
можно сделать, при определённых ухищрениях. То есть в данной схеме
НЕЛЬЗЯ регулировать выходное напряжение имеющимися средствами (ни
ёмкостями, ни частотой - многих это сбивает с толку).
4. Выходной ток не безграничен. Если сильно нагрузить схему, то
появятся пульсации. Но нужно ещё учесть, что весь ток в схеме течёт
через ПЕРВЫЙ конденсатор, и чем его ёмкость больше, тем больше можно
давать ток /*об этом мы ещё поговорим*/
5. Не надо забывать, что схема от чего-то запитывается. Это может
быть выход генератора, либо выход PWM контроллера. Нагрузка поэтому
ограничена ещё и током по данной "логической" ножке /*а если быть до
конца честными - то и максимально допустимой ёмкостью на выходе*/.
Увы, не всё так безоблачно!
Выводы:
Два диода и два конденсатора стоят гораздо дешевле, чем конструкция
на интегральном источнике отрицательного напряжения (с такими же
конденсаторами!). Они, к тому же, занимают меньше места. Поэтому,
если у вас есть в схеме вывод переменного напряжения, который можно
нагрузить в пределах допустимого - нужно непременно использовать эту
возможность!
Рассылка "Электроника. Образ жизни" для тех, кто увлекается
разработкой и ремонтом электронных схем. Она и для специалистов по
аналоговой технике, и для "цифровиков". Каждый радиолюбитель сможет
найти здесь что-то своё - узнать новости, спросить, где можно найти
или скачать документацию к микросхеме, поделиться хитростями (как
отремонтировать телефон, "оживить" компьютер), отгадать кроссворд по
электронной тематике.
В рассылке можно будет задать свои вопросы по телефонии, цифровой и
аналоговой схемотехнике, микроконтроллерам, интерфейсам,
радиолюбительской технологии, программированию, интернету.
Посоветоваться, как написать программу /*для контроллера или под
какое-либо устройство*/. Главное - проявить смелость и послать свой
вопрос.
"Электроника. Образ жизни" и для тех, кто ещё учится (с её помощью вы
сможете написать реферат о том, что же такое резистор или
конденсатор!), для тех, кто преподаёт, для тех, кто работает на
заводе, в лаборатории или в офисе.
Если Вы чувствуете, что электроника - это ваш образ жизни -
присоединяйтесь!