W zastosowaniach elektronicznych czasami potrzebujemy napięcia ujemnego. Jednak uzyskanie ujemnego źródła zasilania nie jest niezawodną opcją, gdy jest potrzebne do zastosowań niskoprądowych. W przypadku wielu obwodów elektronicznych wymagających małej mocy nie możemy wybrać źródła zasilania o napięciu ujemnym. W zastosowaniach odniesienia lub małej mocy można zastosować obwody, które mogą generować napięcie ujemne z dodatniego napięcia zasilania.
Do tego celu służy wiele obwodów. Tutaj zaprojektowaliśmy prosty obwód generatora napięcia ujemnego. Ten obwód jest rozwinięciem obwodu timera 555IC.
składniki
Napięcie zasilania od +5 do +9
555 IC
Rezystory 1KΩ, 10KΩ
Kondensatory 104 (100 nF), 223 (22 nF), 22µF (2 sztuki)
Diody IN4148 (2 sztuki)
Sondy testujące.
Schemat obwodu i objaśnienie robocze
Powyższy rysunek przedstawia schemat obwodu generatora napięcia ujemnego. Timer 555IC działa tutaj jako ASTABILNY wibrator. Kondensator można tutaj zmienić, jednak należy dążyć do wyboru maksymalnego napięcia ujemnego. Jeśli wybrana pojemność nie pasuje dobrze, to nie możemy uzyskać maksymalnego ujemnego napięcia na wyjściu.
Jak wspomniano wcześniej, układ scalony timera 555 działa tutaj jako generator fali prostokątnej i generuje falę prostokątną. Kwadrat będzie miał dodatni szczyt i +0 ziemi, tworząc pełny cykl.
Teraz, gdy na wyjściu pojawi się dodatnia wartość szczytowa napięcia, nastąpi przepływ prądu (REDLINE), jak pokazano na poniższym rysunku. W tym czasie dioda D1 będzie spolaryzowana do przodu, a dioda D2 do tyłu.
Z tego powodu kondensator C1 zostaje naładowany, jak pokazano na rysunku, i pojawia się na nim napięcie VCC.
Teraz, gdy ziemia pojawi się po dodatnim piku, nastąpi przepływ prądu (CZERWONA LINIA), jak pokazano na poniższym rysunku. W tym czasie dioda D1 będzie spolaryzowana do tyłu, a dioda D2 do przodu. Gdy D2 jest spolaryzowany do przodu, ładunek przechowywany w kondensatorze C1 będzie miał drogę do przepływu. Zatem kondensator C1 rozładowuje się przez D2, po drodze ładując kondensator C2. Pokazano to na rysunku.
Zatem podczas sygnału 0V na kondensatorze C2 pojawi się napięcie.
Napięcie pojawiające się na C2 będzie miało znak ujemny w odniesieniu do masy. To ładowanie i rozładowywanie jest ciągłe z każdym cyklem i na wyjściu będzie występować stabilne napięcie ujemne względem ziemi.