Izveidojiet savu negatīvo sprieguma ģeneratoru

Stanley A Meyer 1989 House Meeting in New Zealand Part 2 HD Hho Hydrogen Voltrolysis (Jūnijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Izveidojiet savu negatīvo sprieguma ģeneratoru


Galu galā visiem nepieciešama negatīva sprieguma dzelzceļš, bet lielākajai daļai ir tikai viena dzelzceļa pievade. Šis projekts parādīs, kā izveidot negatīvu sprieguma ģeneratoru, kas izplūst no viena dzelzceļa piegādes!

Nepieciešamības pēc negatīvā dzelzceļa

Daudzi hobiji būs saskārušies ar op-amp circuit, kas izmanto dubultā dzelzceļa piegādi. Lai nodrošinātu divvirzienu sliedes jaudu, var izmantot divus barošanas avotus, bet daudziem tiem nav pieejas šādam aprīkojumam, vai dizainam jābūt pārnēsājamam, un tādējādi divi atsevišķi barošanas bloki var nebūt ideāli. Viens no risinājumiem ir sadalīt ienākošo elektroenerģijas padevi un izveidot virtuālo zemi starp diviem potenciālā dalītāja rezistoriem.

Tomēr šim risinājumam ir daži jautājumi. Pirmkārt, pašreizējā virtuālās zemes nogremdēšanas / iegūšanas spēja ir ierobežota, un, otrkārt, barošanas spriegums ir sadalīts pa 2 (piemēram, 9V baterija var kļūt ± 4, 5V, bet 4, 5V ir maksimālais sasniedzamais spriegums).

Bet, izmantojot oscilatoru, dažus diodus un gudru kondensatoru izvietojumu, mēs varam izmantot efektu, ko sauc par kapacitīvu savienojumu, ar kuru var radīt negatīvu spriegumu gandrīz vienāds ar barošanas spriegumu … no viena dzelzceļa piegādes!

Daži kondensatora teorijas

Kapacitīvā sakabe ir efekts, kad kondensators "cenšas" saglabāt spriegumu visā tās terminālos nemainīgs. Piemēram, ja abas kondensatora puses atrodas 0 V un plāksne 1 pēkšņi tiek sasniegta līdz 10 V, uz otras plāksnes spriegums nekavējoties sāk palielināties līdz 10 V. Tas pats attiecas uz pretējo: ja pirmā plāksne tiek ievākta no 10 V līdz 0 V, tad otra plāksne mēģina samazināties par 10 V, lai nepārsniegtu kondensatora spriegumu.

Ņemiet vērā, kā negatīvās izmaiņas deva -10V, kad kreisā plate tika uzlādēts līdz 10 V, un otra plāksne tika novietota līdz 0 V. Šī ir secība, kuru izmantos, lai ģenerētu negatīvo spriegumu.

Bet kā mēs uzlādējam kreiso pusi līdz 10 V, ja cita plāksne arī neuzlādē 10 V "" src = "// www.allaboutcircuits.com/uploads/articles/DPNVG.jpg" />

Tā kā ievades pakāpe ir no 0V līdz 10V, negatīvā plāksne C1 arī mēģinās saskaņot, pateicoties capacitive coupling. Tomēr, tiklīdz plāksne sasniedz 0.7 V, D1 izdara, un tas novērš plākšņu sprieguma kļūst augstāks par 0.7V. Tagad ar pozitīvo plāksni 10 V un negatīvo plāksni pie 0, 7 V, potenciāla starpība plāksnē ir 10 - 0, 7 = 9, 3 V. Ja pozitīvā plāksne strauji nokrīt no 10V līdz 0V, šī sakritības dēļ šī 9, 3 V potenciāla starpība ir jāsaglabā. Tāpēc negatīvā plāksne samazinās līdz -9, 3 V. D1 nevar vadīt, jo tas ir mainīts pretēji, tāpēc šis negatīvais spriegums paliek uz kondensatora.

D2, tomēr, tagad veic, jo anoda (savienots ar C2 negatīvo plāksni) ir lielāks potenciāls nekā katods (savienots ar -9, 3 V). Tāpēc spriegums pie negatīvās plāksnes C2 samazināsies, līdz D2 pārtrauks vadīt. D2 pārtrauks vadīt, ja sprieguma kritums tajā būs mazāks par 0.7V. Tas notiks, kad negatīvā plāksne C2 kļūst -9, 3 - -0, 7 = -8, 6V.

Bet, ja ārēja ierīce mēģina izmantot negatīvo spriegumu, tas ļoti ātri tiks izlietots! Tas ir saistīts ar salīdzinoši mazajiem C1 un C2 izmēriem, kā arī ķēdes draivera pašreizējiem ierobežojumiem. Risinājums ir pieslēgt oscilatoru pie ieejas, lai negatīvs spriegums tiktu pastāvīgi ģenerēts pie C1, kas uztur C2 papildinātu.

C2 tiek izmantots kā atvienotājs ārējām ierīcēm, izmantojot negatīvo spriegumu, lai mēģinātu saglabāt vērtību pēc iespējas konstantai. Mūsu projektā C1 būs 10uF kondensators, un C2 būs 100uF kondensators.

Oscilators

Oscilators var būt kaut kas no 555 taimera līdz mikrokontrolleru, bet atcerieties, ka negatīvais spriegums būs vienāds ar oscilatora maksimālo spriegumu - min spriegumu. Šajā projektā mēs apskatīsim, kā izmantot divus dažādus oscilatorus: 555 neitrālu un 74HC14 Schmitt trigeru bāzes oscilatoru.

555 astable oscilators

74HC14 Schmitt sprūda bāzes oscilators

Materiālu rēķins

BOM - diode sūkņa ķēde

KomponentsIdentifikatorsDaudzums
Diode (vispārējais silīcijs)D1, D22
10uF elektrolītiskais kondensatorsC11
100uF elektrolītiskais kondensatorsC21

BOM - 555 oscilators

KomponentsIdentifikatorsDaudzums
555 taimeris IC5551
5, 6 kΩ pretestībaR11
47kΩ pretestībaR21
100nF kondensatorsC41
10nF kondensatorsC31
Asorti vadi--
Maketēšana-1

BOM - 74HC14 oscilators

KomponentsIdentifikatorsDaudzums
74HC14 IC (DIP)74HC141
5.6kΩ pretestībaR11
10nF kondensatorsC31
Asorti vadi--
Maketēšana-1

Ķēdes izveide ir ļoti vienkārša un prasa ne vairāk kā stundu. Sāciet ar oscilatoru un pēc tam izveidojiet kondensatora sūkņa ķēdi. Tā kā 74HC14 oscilatoram ir tikai viens kondensators un rezistors, vērtības ir tās, kas uzskaitītas BOM. 555 taimeris izmanto 5, 6 kΩ rezistoru R1, 47kΩ rezistoru R2, 10nF kondensatoru C1 un 100nF kondensatoru C2.

Ja jums ir osciloskopija, jūs varat apstiprināt, ka oscilators strādā, zondējot izvadi. Ja jums ir tikai multimetrs, tad varat izmērīt izeju, izmantojot sprieguma nolasīšanu. Pastāv laba iespēja, ka ķēde svārstās, ja nolasījums ir aptuveni puse no piegādes. Piemēram, ja jūs barojat savu ķēdi no 9V barošanas un ķēde svārstās, tad izeja nolasīs aptuveni 4.5V. Tas notiek tāpēc, ka voltmetrs ātri veic vairākus rādījumus un rada vidējo vērtību. Tā kā izeja ir uz pusi no laika un otrs, otra puse no vidējās vērtības ir puse no maksimālās vērtības.

Pilnīgas shēmas

555 negatīvā sprieguma ģenerators

74HC14 vadīts negatīvā sprieguma ģenerators

Gala ķēde

Šeit ir negatīvā sprieguma ģenerators, izmantojot 555 oscilatoru, kur izeja ir zils vads labajā pusē.

Šeit ir negatīvā sprieguma ģeneratora izeja. Ņemiet vērā, ka spriegums ir aptuveni -7.2V, jo dubultdiodes kritums (1.4V), un piegāde nebija ideāls 9V, bet tuvāk 8.5V.

Šeit ir konstrukcija, izmantojot 74HC14 oscilatoru:

Izvade šeit ir -7, 95V un ir augstāka par 555 taimera ķēdi, jo 74HC14 izmanto liekos vārtus, lai izveidotu vadītāju. Šis draiveris var radīt un izliet vairāk strāvas nekā 555 izejas un tādējādi radīt lielāku negatīvo spriegumu. Neaizmirstiet savienot visas neizmantotās izejvielas zemē ar CMOS mikroshēmām!

NVG spējas

Šis negatīvā sprieguma ģenerators var iegūt tikai nelielu strāvas daudzumu. Ja uz izejas (piemēram, 7905) tiek izmantots regulators, negaidiet, ka tas pārsniedz 4mA ~ 5mA. Bet, ja tas nav regulēts (piemēram, opamp projektos), jūs varat avots līdz 20mA pirms izejas sprieguma sāk ievērojami samazināties. Izmantojot šo ģeneratoru projektos, mēģiniet saglabāt pašreizējo izvilkšanu no ierīcēm pēc iespējas mazāka, lai negatīvā sliede saglabātu savu sprieguma vērtību.

Ķēdes var padarīt efektīvāku, kā arī palielinot izejas spriegumu, izmantojot Schottky diodes, nevis generic silicon. Tas ir tādēļ, ka Schottky diodēm ir mazāks sprieguma kritums uz priekšu (līdz 0, 1 V), kas rada lielāku negatīvo spriegumu.

Kopsavilkums

Tagad, kad jums ir negatīva sprieguma ģeneratora ķēde, ko jūs varat darīt?

  • Izveidojiet vienu sliežu divkāršu piegādi : izmantojot regulētājus un filtrēšanas komponentus, jūs varētu izveidot dubultās sliedes piegādi, kurā ir akumulatora spriegums vai sienas cīpslas adapteris, un to pārveido par 5 V un 5 V. Ja izmantojat pietiekami lielu ieejas spriegumu, varat arī izveidot 12 V un 12 V līniju.
  • Op-Amp projekti : daudziem op-amp projektiem (piemēram, sintezatoriem) nepieciešams izmantot negatīvu dzelzceļu, un tagad jums ir viens!
  • Audio projekti : Audio komponenti, piemēram, skaļruņi un pjezoelektriskie diski, darbojas labāk, ja tie izmanto gan pozitīvo, gan negatīvo spriegumu. Tas ir tādēļ, ka negatīvais spriegums deformē mehānismu pretējā virzienā, kas pozitīvo spriegumu deformē mehānismu. Tāpēc skaņa ir daudz skaļāka un skaidrāka.
  • Portable Dual Rail : ja jums ir sistēma, kurā svaru nepieciešams samazināt (piemēram, RC plāns), kurā nepieciešams izmantot negatīvu spriegumu, šo ķēdi var izmantot nevis diviem atsevišķiem krājumiem, kas būtu smagi

Piezīme: Šis projekts tiks izmantots tuvākajā sērijā par DIY sintezatoriem, tāpēc pārliecinieties, ka jūs saņemat vienu iebūvētu drīz!

Dodiet šim projektam pašiem sevi! Iegūstiet BOM.