В электронике иногда требуется отрицательное напряжение. Однако получение отрицательного источника питания не является надежным вариантом, когда он необходим для слаботочных приложений. Для многих электронных схем, требующих малой мощности, мы не можем использовать источник питания с отрицательным напряжением. Для эталонных приложений или для целей малой мощности можно использовать схемы, которые могут генерировать отрицательное напряжение из источника положительного напряжения.
Для этого существует множество схем. Здесь мы разработали простую схему генератора отрицательного напряжения. Эта схема разработана на основе схемы таймера 555IC.
Составные части
От +5 до +9 напряжение питания
555 IC
Резисторы 1 кОм, 10 кОм
Конденсаторы 104 (100 нФ), 223 (22 нФ), 22 мкФ (2 шт.)
Диоды IN4148 (2 шт.)
Тестовые зонды.
Принципиальная схема и объяснение работы
На рисунке выше показана электрическая схема генератора отрицательного напряжения. Таймер 555IC здесь действует как вибратор ASTABLE. Конденсатор здесь можно заменить, однако следует выбирать максимальное отрицательное напряжение. Если выбранная емкость не подходит, мы не можем получить максимальное отрицательное напряжение на выходе.
Как было сказано ранее, микросхема таймера 555 действует как генератор прямоугольных сигналов и генерирует прямоугольные сигналы. Квадрат будет иметь положительный пик и +0 землю, образующие полный цикл.
Теперь, когда на выходе есть положительный пик напряжения, будет протекать ток (ПОВЕРХНОСТНАЯ СТРОКА), как показано на рисунке ниже. В это время диод D1 будет смещен в прямом направлении, а диод D2 - в обратном.
Из-за этого конденсатор C1 заряжается, как показано на рисунке, и на нем появляется напряжение VCC.
Теперь, когда заземление появляется после положительного пика, будет протекать ток (КРАСНАЯ ЛИНИЯ), как показано на рисунке ниже. В это время диод D1 будет смещен в обратном направлении, а диод D2 - в прямом. Когда D2 смещен в прямом направлении, заряд, накопленный в конденсаторе C1, будет течь. Таким образом, конденсатор C1 разряжается через D2, одновременно заряжая конденсатор C2. Это показано на рисунке.
Таким образом, во время сигнала 0 В на конденсаторе C2 появится напряжение.
Напряжение, появляющееся на C2, будет иметь отрицательный знак, если оно будет относиться к земле. Эта зарядка и разрядка непрерывны с каждым циклом, и на выходе будет стабильное отрицательное напряжение по отношению к земле.