大多數(shù)模擬電子電路需要雙電源軌以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)钠胶膺\(yùn)行；這在設(shè)計(jì)運(yùn)算放大器電路時(shí)尤為重要。在A/D轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器和比較器等數(shù)字系統(tǒng)中也需要負(fù)電源電壓。在所有這些情況下，電流需求將是低的，但是如果我們使用大量的分立和集成電路組件，產(chǎn)生這樣的-5V電源通常是昂貴和低效的。因此，在本教程中，我們將學(xué)習(xí)如何構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的低電流雙5V電源電路，可以從我們的USB端口供電。同樣，我們之前已經(jīng)構(gòu)建了+12V和-12V雙電源電路。

雖然有許多分離單電壓的方法，但它們的虛地電位都不是恒定的。如果我們使用兩塊電池來(lái)獲得雙極性電壓，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，一塊電池會(huì)比另一塊電池消耗得更快，很難保持平衡的雙極性電壓。如果使用電阻器分壓器，部分功率作為熱量散失，分壓器電壓不穩(wěn)定。為了克服這些問(wèn)題，我們將使用瑞薩電子的CMOS電壓轉(zhuǎn)換器ICL7660。

ICL7660

ICL7660和ICL7660A是單片CMOS電荷泵電壓變換器，可將+1.5V ~ +10.0V的輸入電壓轉(zhuǎn)換為-1.5V ~ -10.0V的輸出電壓。

除了兩個(gè)外部電容外，ICL7660和ICL7660A包含完成負(fù)電壓轉(zhuǎn)換器所需的所有電路。用下面給出的理想電壓變換器理論可以最好地理解該裝置的工作原理。

在前半周期，交換機(jī)S1和S3處于閉合狀態(tài)（注：交換機(jī)S2和S4在這半周期處于打開(kāi)狀態(tài)）。電容C1被充電到電壓V+。在后半周期的運(yùn)行中，交換機(jī)S2和S4處于閉合狀態(tài)（注：交換機(jī)S1和S3在這半周期處于打開(kāi)狀態(tài)）。電容器C1上的電壓負(fù)移V+伏。然后電荷從C1轉(zhuǎn)移到C2，假設(shè)理想的開(kāi)關(guān)和C2上的無(wú)負(fù)載。因此，反向V+電壓在C2上可用。ICL7660和ICL7660A的工作原理類似于這種理想的電壓變換器的工作原理。

ICL7660應(yīng)用提示：

?電容器C2應(yīng)靠近IC2，以防止器件鎖存。ICL7660不超過(guò)10V， ICL7660A不超過(guò)12V。

?電源電壓大于3.5V時(shí)，禁止將低壓端子接接地。

?使用極化電容時(shí)，C1的“+”端必須接在ICL7660和ICL7660A的引腳2上，C2的“+”端必須接在地線上。

?為了獲得最佳性能，請(qǐng)使用低值ESR電容器代替C1和C2。

?如果USB與電路之間的導(dǎo)線距離較長(zhǎng)，則可以在輸入電源上連接緩沖電容器。

?這個(gè)電路的輸出電流被限制在40mA。對(duì)于高達(dá)100mA的電流要求，可以使用IC MAX660代替U1。

5v供電電路及工作：

使用ICL760的±5v電源的完整電路圖如下所示。+5V的輸入電壓可以從筆記本/電腦的任何USB端口或充電器/適配器獲得。

該電路由大約ICL7660 （U1）以及兩個(gè)電容器（C1和C2）構(gòu)建。USB的5V輸出給U1的引腳8。集成電路U1和電容C1、C2組成電壓逆變器部分，實(shí)現(xiàn)+5V到-5V的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換-5V電源在U1的引腳5處可用。因此，雙電源5V供應(yīng)是可用的連接器J2。

在硬件上構(gòu)建之前，我們已經(jīng)在Proteus中模擬了電路：

雙（±）5V USB供電電路：

按照上面所示的電路圖在PCB/面包板上組裝電路。將電容C2放置在靠近IC U1的位置。如果電路焊接在PCB上，則應(yīng)將IC固定在適當(dāng)?shù)腎C底座上。一旦5v電源電路建成，它應(yīng)該看起來(lái)像這樣

要測(cè)試電路，將USB連接到筆記本電腦或移動(dòng)電源或任何USB來(lái)為電路供電。參考地用萬(wàn)用表檢查J2的輸出電壓。在下面的測(cè)試視頻中，萬(wàn)用表在顯示4.9V時(shí)連接到正軌。然后將萬(wàn)用表連接到IC的輸出端（即ICL7660的5腳），則顯示-4.7V。

本文編譯自circuitdigest