Obrázek   
Přihlášení
Uživatelské jméno:

Heslo:

Pamatovat si mne



Zapomenuté heslo

Nová registrace
Kam dále?
Hledání
Vzhled

(3 vzhledů)
Kdo je Online
5 uživatel(ů) je online (3 uživatel(ů) si prohlíží Články a povídání)

Uživatelé: 0
Hosté: 5

více...
Noví uživatelé
Paull
Paull
07. 11. 2017
tomhamek
tomhamek
13. 10. 2017
sisisman
sisisman
03. 10. 2017
harmon
harmon
28. 09. 2017
microlan
microlan
28. 09. 2017
adamek
adamek
21. 08. 2017
ok9swl
ok9swl
21. 08. 2017
Morison
Morison
07. 08. 2017
tomsth
tomsth
02. 08. 2017
cerenice
cerenice
09. 07. 2017
Kdo za co může
Administrátorka
Žirafka
Žirafka
Žirafička
Žirafička
Korektoři
KatyH
KatyH
Redaktoři
bernard
bernard

Elektronika - Jednoduchý záporný zdroj I.

anebo měnič s ICL7660
Napsal/a Žirafka v 15. 04. 2017 v 11:42 (přečtení 393×) Další články tohoto autora
Elektronika
     Před pár dny jsem si hrála s A/Č převodníky typu ICL7107 a pro jejich napájení jsem potřebovala záporný zdroj. Nejprve jsem to vyřešila pomocí jedné ploché baterie, ale pak jsem si řekla, že to není Žirafovin důstojné a postavila jsem si malou destičku, který umí vyrobit záporné napětí z toho kladného a navíc není potřeba ji odpojovat samostatně a i jinak hlídat. A popis této malé destičky je náplní dnešního článku.

     Schéma zapojení je na prvním obrázku a jak vidíte, je velmi jednoduché. Ve své podstatě se jedná o jednoduchý kondenzátorový měnič (nábojovou pumpu) v doporučeném zapojení od výrobce.

Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 1 – schéma zapojení zdroje.


     Jak měnič funguje? Uvnitř integrovaného obvodu ICL7660 je stabilizátor napětí, oscilátor, řídící logika a několik elektronických spínačů. Řídící logika je časována oscilátorem, jehož kmitočet je daný vnitřním zapojením obvodu, případně se dá ovlivnit zvenčí, ale této možnosti jsem nevyužila. Vytváření záporného napětí vzniká v několika krocích.

1. přes sepnuté spínače se nabíjí kondenzátor připojený na vývody 2 a 4 integrovaného obvodu. V mém případě se jedná o kondenzátor C2.
2. po nějaké době se spínače rozpojí a kondenzátor se přestane nabíjet.
3. řídící logika sepne jiné spínače a připojí nabitý kondenzátor C2 mezi vývody 3 a 5 integrovaného obvodu. Tím se začne kondenzátor C2 vybíjet do kondenzátoru C3. Spínače jsou zapojené také, že kladný pól C2 se spojí se zemní svorkou (vývod 3) a záporný pól C2 se spojí s výstupem 5. Následkem tohoto zapojení naměříme na výstupu záporné napětí proti společné zemi.
4. řídící logika rozepne výstupní spínače a znovu sepne spínače, přes které se nabíjí kondenzátor C2 a cyklus se stále dokola opakuje.

     Základní zapojení zdroje doplňuje ještě několik ochranných a indikačních součástek. Dioda D2, společně s odporem R3, chrání integrovaný obvod před vysokým napájecím napětím. Odpor je úmyslně zvolený malý, takto na něm vzniká malý úbytek napětí a téměř neovlivňuje funkci zdroje. Ochranný obvod však nefunguje jako předregulátor, pokud se na vstup přivede trvale vyšší napětí, tak se dioda D2 přehřeje a zničí. U zenerových diod dojde většinou při jejich tepelném přetížení ke zkratu a tím ochrání integrovaný obvod. Na jejím místě by se dal použít i transil, pak by se dal odpor R3 nahradit zkratem. Transily mají totiž větší impulsní zatížitelnost než zenerovy diody. Dioda D1 chrání obvod před přivedením kladného napětí na výstup zdroje, při běžném provozu se nijak neprojevuje, protože je polarizována v závěrném směru. Zkratovací propojka JP1 slouží k vyřazení vnitřního stabilizátoru napětí v případě, kdy je napájecí napětí obvodu v rozsahu od 1,5 do 3,5 voltu. Při vyšším napětí nesmí být spojena, jinak může dojít k poškození integrovaného obvodu. A konečně LED, společně s ochrannými odpory, slouží k indikaci napájecího a výstupního napětí. Je potřeba zvolit úsporné typy, aby se šetřilo napájecím i výstupním proudem. Výstupní napětí je totiž závislé na zatížení, není stabilizováno, a tak je potřeba udržovat odběr na co nejmenší hodnotě.


Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 2 – deska plošných spojů (rozlišení 300 DPI).


     Pro zdroj jsem si navrhla malou destičku plošných spojů a vyrobila ji technikou „termotransferu“ toneru z papíru na desku. Pro malé a jednoduché desky je to téměř ideální metoda, protože je velmi rychlá a méně pracná než přenos spojů pomocí fotocesty či ruční kreslení.

Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 3 – osazení desky součástkami.


     Při osazování desky součástkami je potřeba dávat pozor na to, že na výstupní straně jsou diody a kondenzátor zapojené „opačně“ než by se zdálo být správné. Je to proto, že výstupní napětí je skutečně záporné, takže kladný pól kondenzátoru patří skutečně na zemní svorku a zrovna tak diody musí být zapojeny tak, jak je nakresleno ve schématu.

Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 4 – hotový zdroj.


     Můj zdroj jsem stavěla jako pomůcku při hraní a bastlení, proto má ochranné a indikační prvky. Pokud budete zdroj stavět pro trvalou vestavbu do nějakého zařízení, u kterého nehrozí přivedení vyššího napájecího napětí, nebo napětí do výstupu, tak můžete indikační i ochranné prvky vynechat. Zlepší se tím účinnost a trochu i funkce měniče (o něco málo vyšší výstupní napětí).

Parametry zdroje:

Napájecí napětí se spojenou propojkou LV: 1,5 až 3,5 V
Napájecí napětí s rozpojenou propojkou LV 3 až 10 V (ICL7660) nebo 3 až 12 V (ICL7660A)
Napájecí proud naprázdno: cca 100 μA
Kmitočet měniče: 10 kHz
Výstupní napětí je odvozené od vstupního a není stabilizováno.

Součástky použité v prototypu:

R1, R2 4k7 / 0,6 W
R3 47Ω / 0,6 W

C1 22 μF /63 V
C2, C3 10μF / 63 V

D1 1N4148
D2 BZV10 (libovolná malá zenerova dioda s napětím cca 10 V)

IC1 ICL7660A

Deska plošných spojů, vstupní a výstupní svorky, patice DIL8, hřebínková lišta se třemi piny.

     Zdroj funguje spolehlivě a dává na výstupu čisté záporné napětí. Pokud by bylo potřeba napětí stabilizovat, je nutné za měnič zapojit ještě stabilizátor a měnič napájet vyšším napětím, aby měl stabilizátor z čeho stabilizovat.

Schéma i výkres desky si můžete stáhnout ve Skladišti.

Použité literatura:
Katalogový list (datasheet) integrovaného obvodu ICL7660.
Knihovny pro program Eagle ze stránek PaJa: http://www.paja-trb.cz/eagle/index.html
Hodnocení: 9,00 (4 hlasy) - Ohodnotit -
Formátovat pro tisk Poslat známému Vytvořit z článku PDF
 
Komentář je vlastnictvím svého autora. Vyjadřuje jeho názory, ne názory redakce nebo provozovatele webu či serveru.
Napsal/a Vlákno
host
Publikováno dne: 15. 4. 2017. 22:09  Aktualizováno dne: 15. 4. 2017. 22:09
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Destička postrádá upevňovací otvor(y) nebo výsek(y).
Odpovědět
Žirafka
Publikováno dne: 15. 4. 2017. 22:27  Aktualizováno dne: 15. 4. 2017. 22:27
Administrátorka
Datum registrace: 04. 05. 2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 938
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Nepostrádá, protože jsem ji navrhovala jakožto modul na použití při laborování, není určená pro montáž do nějakého přístroje. Zespodu patří nalepit nožičky, jen co nějaké vhodné objevím. Někde tu jsou, jen nevím kde přesně jsem je viděla.
Odpovědět
host
Publikováno dne: 16. 4. 2017. 12:49  Aktualizováno dne: 16. 4. 2017. 12:49
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Citát:
Někde tu jsou, jen nevím kde přesně jsem je viděla.

Klíčová věta s obecnou platností!
Odpovědět
host
Publikováno dne: 16. 4. 2017. 16:33  Aktualizováno dne: 16. 4. 2017. 16:33
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Jako milovník Tesla součástek chválím TR192 a kondíky!
Odpovědět
host
Publikováno dne: 16. 4. 2017. 18:25  Aktualizováno dne: 16. 4. 2017. 18:25
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
To budou spíš TR191.
Odpovědět
Žirafka
Publikováno dne: 17. 4. 2017. 9:34  Aktualizováno dne: 17. 4. 2017. 9:34
Administrátorka
Datum registrace: 04. 05. 2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 938
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Kondenzátory jsou TF011 a odpory nevím, délka tělíčka je cca 5,5 mm a průměr cca 2 mm. Krom hodnoty je na nich ještě nápis JO.

Podle "hnědého katalogu Tesla" by to měli být TR191. Přičemž J znamená toleranci ±5% a O (nebo podle katalogu 0) je teplotní součinitel odporu ±200 × 10-6/K.
Odpovědět
host
Publikováno dne: 17. 4. 2017. 11:13  Aktualizováno dne: 17. 4. 2017. 11:13
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
TR191 nejsou špatné odpory, používaly se běžně ve spotřebce i v průmyslové technice. TR192 všeobecně míň protože menší 191 v signálových obvodech výkonově stačily, takže i amatéři se k nim dostali hůř (pamatujeme jakými kanály se bastlíř za Jakeše asi tak dostal k plnému sortimentu...).
Měly jen jednu zradu, při nepozorném pájení se snadno uvolnil vývod z tělíska a nebo ještě hůř, vývody se uvnitř tělíska šlusly do zkratu.
Podobný vzhled mají TR161, o třídu výš jednak spolehlivostí, jednak šumem. Ty jsem viděl jen v palubní technice. Občas v modrém laku tělíska.
Odpovědět
host
Publikováno dne: 18. 4. 2017. 19:04  Aktualizováno dne: 18. 4. 2017. 19:04
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Jo, to budou, protože jsem se překlepl na num. klávesnici a zjistil to až po odeslání

Zajímavý ale je, jak z toho nechtěně vyplynulo, že dost lidí dnes "hledá i ten nejmenší důvod" - já bych osobně radši "žvanil" (diskutoval) o elektronice a jak co udělat, to je podle mě zajímavější než řešit "jakej přesně odpor".

Mě se líbí, že Žirafka si dokáže dost vyhrát (ve smyslu "vyladit" s kdejakým i jednoduchým obvodem a má to ve výsledku precizní, hezky se na to dívá - použití (mnou, a věřím že nejen) oblíbených součástek je takový příjemný bonus navíc (tím spíš že Tesla součástky byly dost kvalitní, zejména polovodiče - ovšem nejenom ty).
Odpovědět
host
Publikováno dne: 18. 4. 2017. 19:07  Aktualizováno dne: 18. 4. 2017. 19:07
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Jo, a ještě bych se přimlouval za foto i z druhý strany desky, když už je tedy zmíněna metoda výroby - ať mají čtenáři představu.
Odpovědět
host
Publikováno dne: 18. 4. 2017. 19:11  Aktualizováno dne: 18. 4. 2017. 19:11
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Citát:
já bych osobně radši "žvanil" (diskutoval) o elektronice a jak co udělat

nuže do toho, budeš vítán...
kdybys napsal Jako milovník Tesla součástek chválím Tesla odpory, nebude nikdo řešit jakej odpor, ale když napíšeš přesně jinej odpor než co je na fotce, já jako milovník Tesla součástek vidím ten jinej odpor
Odpovědět
geograf
Publikováno dne: 18. 4. 2017. 19:35  Aktualizováno dne: 18. 4. 2017. 19:35
Nemluva
Datum registrace: 01. 02. 2015
Bydliště: tade na Hané
Počet komentářů: 28
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Ja bych spis uvital vice technickych parametru k vystupnimu napeti a proudu zdroje.
Udelat graf nebo tabulku pri jakem vstupnim napeti je napeti na vystupu a jak napeti klesa s velikosti zateze. To bych povazoval za dosti dulezite udaje u zdroje/menice.
Pokud je to v planu Zirafky a ja predbiham udalostem tak se omlouvam (:
Odpovědět
IvanH
Publikováno dne: 18. 4. 2017. 20:23  Aktualizováno dne: 18. 4. 2017. 20:23
Tichošlápek
Datum registrace: 04. 02. 2015
Bydliště:
Počet komentářů: 50
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Grafy a priebehy napätia a prudu budu predpokladam v katalogu. Je super že mame aj takuto možnosť sa oboznamit s "novymi" obvodmi. (obvod je novy pre každeho kto ho doposial nepoznal). Ja som kedysi generoval zaporne napätie pomocou 555. http://www.555-timer-circuits.com/negative-voltage.html
Neni to "prave orechove" ale funguje a 555 ma každy kutil v šufliku.
Odpovědět
Žirafka
Publikováno dne: 18. 4. 2017. 21:40  Aktualizováno dne: 18. 4. 2017. 21:40
Administrátorka
Datum registrace: 04. 05. 2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 938
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Dobrá připomínka pro příště, já jsem sice uvažovala jako IvanH, ale možná by to stálo za to si charakteristiku změřit. V plánu jsem to neměla, snažím se jednoduché články nedělat jako seriály, ale možná na to teďka dojde.

Momentálně se ale chystám, hlavně psychicky, na služební cestu do Rožnova, takže čas bude až o víkendu, do té doby se určitě bastlit a měřit nic nebude. Bohužel.
Odpovědět
Žirafka
Publikováno dne: 18. 4. 2017. 21:42  Aktualizováno dne: 18. 4. 2017. 21:42
Administrátorka
Datum registrace: 04. 05. 2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 938
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
To je také hezký zdroj, ale tento měnič mi připadá o něco lepší. Tak mě napadá, že by se dalo napsat povídání o měření jednoho i druhého typu zdroje a porovnat je. Díky za nápad
Odpovědět
host
Publikováno dne: 19. 4. 2017. 5:32  Aktualizováno dne: 19. 4. 2017. 5:32
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Psychological troll alert!
Odpovědět
host
Publikováno dne: 19. 4. 2017. 10:53  Aktualizováno dne: 19. 4. 2017. 10:53
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
V rožnove pozdrav Teslu ale ten sa už asi odstahoval
Odpovědět
EKKAR
Publikováno dne: 19. 4. 2017. 16:56  Aktualizováno dne: 19. 4. 2017. 16:56
Přispěvatel
Datum registrace: 07. 12. 2008
Bydliště: v České Třebové
Počet komentářů: 121
 Odp: Služebka do Rožnova
Navštiv tam SŠIEŘ = Střední školu informatiky elektrotechniky a řemesel Rožnov pod Radhoštěm, zeptej se na číslo dveří 201A a do místnosti za nima polož pořádnej "budík, kterej se nařizuje jenom jednou". Uděláš tím nesmírnou službu celýmu bastlířstvu v širokým dalekým okolí Rožnova i ve světě.

P.S. Kdyby tě zajímalo, kdo v těch dveřích má kukaň, tak ho najdeš na druhým řádku seznamu: https://www.roznovskastredni.cz/ucitele-skoly
Odpovědět
host
Publikováno dne: 19. 4. 2017. 17:28  Aktualizováno dne: 19. 4. 2017. 17:28
 Odp: Služebka do Rožnova
di už do prdele s tím svým amantem...
Odpovědět
EKKAR
Publikováno dne: 19. 4. 2017. 19:36  Aktualizováno dne: 19. 4. 2017. 19:36
Přispěvatel
Datum registrace: 07. 12. 2008
Bydliště: v České Třebové
Počet komentářů: 121
 Odp: Služebka do Rožnova
Citát:
host dne: 19. 4. 2017. 17:28 napsal: di už do prdele s tím svým amantem...
Zrovna do tvý, ty anonymní buzerante, to by se ti líbilo ...

Na sprosťárnu jedině stejná odpověď. Obzvlášť srabovi, kterej se ani neumí podepsat nebo jinak identifikovat.
Odpovědět
host
Publikováno dne: 19. 4. 2017. 19:44  Aktualizováno dne: 19. 4. 2017. 19:44
 Odp: Služebka do Rožnova
Federmann Bohumil, Ing. Hmm, je to nějaká zajímavá osobnost?
Odpovědět
host z hor
Publikováno dne: 20. 4. 2017. 18:02  Aktualizováno dne: 20. 4. 2017. 18:02
 Odp: Služebka do Rožnova
Nekrmit trolly prosím, šetři si nervy na lepší příležitosti. Dneska to jsou z většiny neosocialističtí sráči placení bůhvíodkud, je to téměř na všech webech a dělat mezi lidmi peklo a rozbroje je jejich denní chleba.
Odpovědět
EKKAR
Publikováno dne: 20. 4. 2017. 22:31  Aktualizováno dne: 20. 4. 2017. 22:31
Přispěvatel
Datum registrace: 07. 12. 2008
Bydliště: v České Třebové
Počet komentářů: 121
 Odp: Služebka do Rožnova
Citát:
Host napsal: Odp: Služebka do Rožnova F******nn Bohumil, Ing. Hmm, je to nějaká zajímavá osobnost?
Vskutku, velice zajímavá - obzvlášť v umění trollit všecky weby kde se objeví jeho jméno, proto jest vynikajícím adeptem pro uložení onoho "jen 1x nařizovanýho" budíku.
Odpovědět
Žirafka
Publikováno dne: 20. 4. 2017. 22:37  Aktualizováno dne: 20. 4. 2017. 22:37
Administrátorka
Datum registrace: 04. 05. 2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 938
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Tón posledních příspěvků, tedy většiny, se mi nelíbí. A už vůbec se mi nelíbí to, že se sem někdo snaží zatáhnout hádky a debaty z jiných webů. Zatím to nechci promazávat, ale nerada bych, aby se tu, jako jinde, strhla hádka a nebo se dokonce zažehl flamewar, na téma jednoho konkrétního učitele.

A už vůbec se mi nelíbí, že se část čtenářů posílá do prdele či se nazývají buzeranty, případně ještě horšími urážkami. Jsem narozená ve znamení vlka a vlk je klidný a mírumilovný tvor. Dokud se ovšem necítí ohroženě nebo nedobře. Není dobré zapomínat, že vlk, je také šelma!
Odpovědět
host z hor
Publikováno dne: 21. 4. 2017. 17:26  Aktualizováno dne: 21. 4. 2017. 17:26
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Žirafko to si ale budeš muset zvyknout, taková je realita českého internetu - provokatéři jsou všude a všude mají zcela konkrétní a rozvratné cíle. Navíc se bohužel dá očekávat, že po tvém nelibostním sdělení to ještě zesílí - tohle jim totiž dělá "moc dobře" na jejich nabubřelém přebujelém egu.

Ozvat se je naprosto v pořádku a Ekkarovi se vůbec nedivím, ale chce to u toho ozývání se zachovat chladnou hlavu a nenechat se "žrát zevnitř" - přesně o vyvolání těchto tenzí jim jde nejvíc. Dovolí si jen to, co jim bude dovoleno.
Odpovědět
Žirafka
Publikováno dne: 21. 4. 2017. 21:18  Aktualizováno dne: 21. 4. 2017. 21:18
Administrátorka
Datum registrace: 04. 05. 2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 938
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Já zvyklá jsem, ale přesto se mi to nelíbí.

A výměně názorů ohledně toho, co se kde povedlo či nepovedlo se určitě nebrání, byť by taková výměna byla i ostřejší, ale nechce se mi prostě číst hádky typu:

A je vůl.
B je také vůl.
A není vůl, A je korunovanej.

a tak dále a tak donekonečna.
Odpovědět
host z hor
Publikováno dne: 22. 4. 2017. 9:37  Aktualizováno dne: 22. 4. 2017. 9:37
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
To asi málokoho, tak co s tím budem dělat? Asi nic, že, ono totiž není co… řeší (nebo spíš "řeší" se to i jinde.

Takže to není jenom tady, Kubáč kvůli tomu zatrhnul diskuse úplně (a musím říct že dobře udělal i když jsem to nesl s nelibostí), ale přesto bych nebyl rád kdyby to tak skončilo i tady - zde je přeci jen trochu jiný formát. Trolly nezměníš, takže buď ignorovat, nebo zakázat diskusi - vše ostatní je jen boj s větrnými mlýny (k jejich velké radosti).
Odpovědět
Žirafka
Publikováno dne: 22. 4. 2017. 10:31  Aktualizováno dne: 22. 4. 2017. 10:31
Administrátorka
Datum registrace: 04. 05. 2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 938
 Odp: Jednoduchý záporný zdroj
Řeším to tím, že jsem sem napsala svůj názor, a vlastně i přání, a trolly se snažím ignorovat a tím je nekrmit. Více se dělat asi nedá. Rozsáhlé mazání, bannování, pronásledování či pravidla nastavená tak, že by i dynastie Kimů měla radost, to nechci, to bych raději Žirafoviny uložila na disk do archivu a vypnula je z provozu.
Odpovědět
Žirafka
Publikováno dne: 22. 4. 2017. 15:07  Aktualizováno dne: 22. 4. 2017. 15:07
Administrátorka
Datum registrace: 04. 05. 2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 938
 Odp: Služebka do Rožnova
Mimochodem Ekkare, uvědomuješ si, že se tvoje nabádání dá kvalifikovat jakožto trestný čin vraždy, podle § 140 trestního zákoníku, ve stádiu přípravy? Případně jako trestný čin Teroristický útok, podle § 311 trestního zákoníku, ve stádiu přípravy?
Odpovědět
Obrázek Obrázek
ObrázekObrázekObrázekObrázekObrázek
Obrázek
Redakční systém XOOPS 2.5.8.1 © 2001-2017
Obsah © 2008-2017 Žirafoviny