Σε εφαρμογές ηλεκτρονικών, μερικές φορές χρειαζόμαστε αρνητική τάση. Ωστόσο, η απόκτηση αρνητικής πηγής τροφοδοσίας δεν είναι αξιόπιστη επιλογή, όταν απαιτείται για εφαρμογές χαμηλού ρεύματος. Για πολλά ηλεκτρονικά κυκλώματα που απαιτούν χαμηλή ισχύ, δεν μπορούμε να αναζητήσουμε πηγή ισχύος αρνητικής τάσης. Για εφαρμογές αναφοράς ή χαμηλής ισχύος μπορεί κανείς να επιλέξει κυκλώματα που μπορούν να παράγουν αρνητική τάση από την παροχή θετικής τάσης.
Υπάρχουν πολλά κυκλώματα για αυτό το σκοπό. Εδώ έχουμε σχεδιάσει ένα απλό κύκλωμα γεννήτριας αρνητικής τάσης. Αυτό το κύκλωμα έχει αναπτυχθεί από κύκλωμα χρονιστή 555IC.
Συστατικά
+5 έως +9 τάση τροφοδοσίας
555 IC
1KΩ, 10KΩ αντιστάσεις
Πυκνωτές 104 (100 nF), 223 (22 nF), 22µF (2 τεμάχια)
IN4148 δίοδοι (2 τεμάχια)
Δοκιμές ανιχνευτών.
Διάγραμμα κυκλώματος και εξήγηση εργασίας
Η παραπάνω εικόνα δείχνει το διάγραμμα ircuit της γεννήτριας αρνητικής τάσης. Ο χρονοδιακόπτης 555IC εδώ λειτουργεί ως ΠΡΟΣΘΕΤΟΣ δονητής. Ο πυκνωτής εδώ μπορεί να αλλάξει, ωστόσο η επιλογή πρέπει να συνεχιστεί για μέγιστη αρνητική τάση. Εάν η επιλεγμένη χωρητικότητα δεν ταιριάζει καλά, δεν μπορούμε να έχουμε τη μέγιστη αρνητική τάση στην έξοδο.
Όπως ειπώθηκε νωρίτερα, το 555 Timer IC λειτουργεί ως γεννήτρια τετραγωνικών κυμάτων εδώ και παράγει τετραγωνικό κύμα. Το τετράγωνο θα έχει θετική κορυφή και +0 έδαφος σχηματίζοντας έναν πλήρη κύκλο.
Τώρα, όταν υπάρχει μια θετική κορυφή τάσης στην έξοδο, θα υπάρξει ροή ρεύματος (REDLINE) όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Κατά τη διάρκεια αυτού του χρονικού διαστήματος, η δίοδος D1 θα είναι μεροληπτική προς τα εμπρός και η δίοδος D2 θα αντιστραφεί με πόλωση.
Εξαιτίας αυτού, ο πυκνωτής C1 φορτίζεται όπως φαίνεται στην εικόνα και εμφανίζεται μια τάση VCC.
Τώρα όταν το έδαφος εμφανίζεται μετά από θετική κορυφή, θα υπάρξει ροή ρεύματος (RED LINE) όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Κατά τη διάρκεια αυτής της χρονικής περιόδου η δίοδος D1 θα είναι αντίστροφη μεροληπτική και η δίοδος D2 θα είναι μεροληπτική προς τα εμπρός. Με το D2 να είναι προκατειλημμένο, το φορτίο που είναι αποθηκευμένο στον πυκνωτή C1 θα έχει έναν τρόπο ροής. Έτσι ο πυκνωτής C1 εκφορτώνεται μέσω του D2, κατά τη διάρκεια της φόρτισης του πυκνωτή C2. Αυτό φαίνεται στο σχήμα.
Έτσι, κατά τη διάρκεια του σήματος 0V, θα εμφανίζεται τάση στον πυκνωτή C2.
Η τάση που εμφανίζεται στο C2 θα είναι αρνητικού σημείου όπου αναφέρεται στη γείωση. Αυτή η φόρτιση και εκφόρτιση συνεχίζεται με κάθε κύκλο και θα υπάρχει σταθερή αρνητική τάση σε όλη την έξοδο σε σχέση με τη γείωση.