Что такое отрицательное напряжение
Как получить отрицательное напряжение.
Оказалось, что когда речь заходит об отрицательном напряжении, первый вопрос, который возникает у людей: «Как такое может быть? Как напряжение может быть отрицательным?»
Поэтому хотел бы чуть подробнее остановиться на том, что такое отрицательное напряжение и где оно может пригодиться.
Давайте рассмотрим схемы, изображённые ниже.
Но что интересно,нельзя найти устройство, которое питается отрицательным напряжением, а услышать про отрицательное напряжение можно лишь, когда речь заходит о двухполярном питании. Ну вот только с одним, чуть разобрались и снова, какие-то умные слова. На самом деле ничего хитрого в двухполярном питании нет. Если для работы электронного компонента необходимо положительное и отрицательное напряжение(средняя схема на картинке выше), то говорят, что ему необходимо двухполярное питание.
В каком случае двухполярное питание может пригодиться? Рассмотрим простой пример, если на один из входов ОУ, питающегося положительным напряжением, подать отрицательное напряжение, то ничего не произойдёт, он просто не знает про существование отрицательного напряжения и сделать с ним ничего не может.
Прошло немного времени и стало понятно, что таскать две зарядки для одного устройства неудобно и хорошо было найти более простой способ получить отрицательное напряжение. Вариантов было два: первый — это собрать на рассыпухе источник отрицательного напряжения, второй — купить готовую микросхему, которая бы из положительного напряжения сделала отрицательное. Немного поискав в интернете, нашёл LM828, которая при подаче на вход положительного напряжения, на выходе выдавала такое же только отрицательной полярности. Идея использовать такую микросхему, показалась мне очень заманчивой поэтому сразу сделал заказ на али. Когда микросхема пришла, вытравил маленькую платку и монтировал её на основную плату и теперь для пользования устройством нужна только одна зарядка. Хотелось бы отметить, что номинал конденсаторов в обвязке микросхемы по даташиту равен 10uF, но при увеличении нагрузки микросхема начала пищать, поэтому увеличил их значение до 47uF.
Что такое отрицательное напряжение?
Почему некоторые устройства даже в этом нуждаются, что в этом особенного?
10 ответов
Теперь рассмотрим случай, когда у вас есть две батареи в серии. Если бы у обоих было 5 вольт, тогда вы сказали бы, что у вас будет всего 10 вольт.
Вот что я пытался объяснить:
Представьте, что вы измеряете высоту автомобиля. Вы можете взять рулетку и измерить расстояние от земли до крыши автомобиля. «Крыша этого автомобиля находится на высоте 4 фута над землей».
Вы также можете стоять на крыше автомобиля и болтаться с той же рулеткой на земле. «Земля находится на 4 фута ниже крыши этого автомобиля».
Сказать, что у вас есть напряжение + 5В в точке А, означает, что точка А на 5 вольт больше положительной, чем выбранная вами земля.
Знак только сообщает вам полярность напряжения относительно наземного узла.
Подумайте об этом в высоком здании. Чтобы перейти от 30-го этажа до пола 20, вы спускаетесь на 10 этажей.
Первая часть этого вопроса уже ответила очень хорошо.
Все это игнорирует проблемы заземления. В реальной жизни часто выход земли на снабжение буквально заземлен, и мысль о том, что вся Земля находится на +12 В, будет просто странной.
Переменное напряжение, такое как сетевое питание a.c, качается положительно и отрицательно относительно нейтральной линии, которая очень близка к потенциалу заземления, поэтому «нейтральная» считается нулевой.
Сила не генерируется электронами, блуждающими вокруг. Фактически, электрон может блуждать по всему месту без какого-либо напряжения. Энергия не может быть создана или уничтожена. Он приходит откуда-то, и он идет куда-то. Например, когда вы поворачиваете рукоятку генератора, вы на самом деле не генерируете мощность; вы просто передаете силу, которую растения поглощают от солнца, прежде чем вы ели и переваривали их. Вы должны продать такой генератор, как «питаемый термоядерным синтезом».
Русские Блоги
Отрицательное напряжение
Что такое отрицательное напряжение
Величина напряжения относительно выбранного эталона. Когда фактическое напряжение ниже, чем напряжение сравнения, значение напряжения является отрицательным. Другая ситуация: когда выбранное опорное напряжение направление иэлектрический токСсылочное направление, противоположное, опорное напряжение противоположно фактическое напряжение.
Отрицательное напряжение относительное. Сначала у нас есть ссылка. Например, текущее требование к напряжению составляет 4,0 В, поэтому более высокое напряжение равно 4,0, а более низкое напряжение является отрицательным. Сейчас естьСиловой модульТак вы можете выводить как положительные, так и отрицательные напряжения. Не сказать, какое напряжение- * действительно может быть выведено.
Принцип схемы генерации отрицательного напряжения
В электронных схемах нам часто нужно использовать отрицательное напряжение, например, нам часто нужно устанавливать для него отрицательное напряжение при использовании операционного усилителя. Ниже приведен простой пример его схемы от положительного 5 В до отрицательного 5 В.
Обычно, когда мне нужно использовать отрицательное напряжение, я обычно выбираю специальный чип для генерирования отрицательного напряжения, но эти чипы дороже, такие как ICL7600, LT1054 и т. Д. О, я почти забыл MC34063. Этот чип используется чаще всего. О схеме генерирования отрицательного напряжения 34063 я ничего не сказал в техническом описании. Пожалуйста, смотрите нас нижеСКМСуществует два вида схем генерирования отрицательного давления, обычно используемых в электронных схемах.
Многие однокристальные компьютеры теперь имеют ШИМ-выход. Когда мы используем однокристальные микрокомпьютеры, ШИМ часто не используется. Это хороший выбор, чтобы использовать его для создания отрицательного давления.
Вышеуказанная схема является простейшей схемой генерирования отрицательного напряжения. Оригиналы, которые он использует, являются наименьшими. Нам нужно только предоставить ему прямоугольную волну около 1 кГц, что довольно просто. Здесь следует отметить, что мощность генерации нагрузки этой цепи очень слабая, и падение напряжения после добавления нагрузки также относительно велико.
По указанным выше причинам была сгенерирована следующая схема:
Анализ отрицательной цепи генерации напряжения
Определение напряжения: напряжение (напряжение), также известное как разность потенциалов или разность потенциалов, представляет собой физическую величину, которая измеряет разность энергий, генерируемых единичным зарядом из-за разных потенциалов в электростатическом поле. Его величина равна работе, выполненной единичным положительным зарядом, перемещающимся из точки A в точку B. из-за силы электрического поля. Направление напряжения определяется как направление от высокого потенциала к низкому потенциалу.
Схема генерирования отрицательного напряжения:емкостьЗарядка эквивалентна новому источнику питания.После последовательного подключения конденсатора к GND, это эквивалентно источнику питания 2. Отрицательное напряжение генерируется.
1, зарядка конденсатора
2, конденсатор С1 полностью заряжен
3. Конденсатор С1 используется в качестве источника питания, а высокий потенциал С1 соединен последовательно в контрольной точке. C1 разряжается и продолжает течь из C2, генерируя отрицательное напряжение.
Решение для создания отрицательного напряжения (-5 В)
7660 и MAX232 имеют ограниченные возможности вывода.осциллографПриобретение высокоскоростных операционных усилителей очень трудоемко, поэтому Вей Кун также должен использовать 4 штуки параллельно, чтобы увеличить ток.
Первая версия 7660 двух штук, соединенных параллельно.
Ordinary использовать обычныйDC/DCМикросхема может генерировать отрицательное напряжение, а точность напряжения такая же, как и положительное напряжение, и способность вождения очень сильная, которая может достигать более 300 мА.
Конструкция всего осциллографаЦифровая мощность+ 5 В и + 5 В аналогового источника питания питаются отдельно, но как обращаться с цифровым заземлением и аналоговым заземлением?
Цифровое заземление и аналоговое заземление должны быть соединены вместе, иначе цепь не будет работать.
Цифровая часть не может вернуться ток течет через аналоговую часть, два должно быть соединены вместе в стабильном опорной точке.
Of Значение отрицательного напряжения
4. У этого есть китайские особенности и саморазрушающаяся цепь. Вообще говоря внутри чипаСхема защитыОтрицательное напряжение не защищено, поэтому, если ток немного больше, напряжение не нужно подавать на микросхему с высоким отрицательным напряжением, и микросхема может быть успешно разрушена.
Как это работает? — Однополярное питание ОУ и отрицательное напряжение
Обратились недавно ко мне с вопросом. Есть схема с операционным усилителем. ОУ питается однополярным положительным напряжением. Но в схеме присутствует отрицательное напряжение, которое через резисторы подается на на вход ОУ. Вопрос: как и почему оно работает? Разве для работы с отрицательными напряжениями не надо ли питать операционник от двуполярного источника напряжения?
Давайте разбираться вместе.
Вот те самые схемы:
Судя по всему, схемы с РадиоКота, но сами статьи не нашел.
Первая — источник высокого отрицательного напряжения для питания ФЭУ, вторая — предварительный усилитель того самого ФЭУ.
Рассмотрим первую. Интересующий нас участок выглядит так:
Рис. 3. Упрощенная обвязка ОУ из рис. 1
Вопрос только вызывает то, что для срабатывания обратной связи операционник должен зафиксировать небольшой провал в отрицательную область, а как он это сделает, если он питается только положительным напряжением?
На это можно ответить коротко: Да ни как! Схема в данном виде является нерабочей, уж не знаю как оно заработало у автора, но у человека, который ее собирал, ни чего не получилось. Выйти из положения можно внеся небольшое изменение в конструкцию:
Рис. 4. Модернизированная схема №1
Положительный вход ОУ с помощью делителя R3-R4 мы немного «приподнимаем» над потенциалом земли. В этом случае операционник следит за провалом напряжения на отрицательным входе уже не ниже уровня земли, а ниже небольшого смещения, которое всегда больше нуля. В таком виде схема уже является жизнеспособной.
Данный прием как раз и реализован во второй схеме (рис. 2). Вот ее часть:
Рис. 5. Зарядочувствительный усилитель ФЭУ
Это так называемый зарядочувствительный усилитель, или инверсный интегратор тока. Вход Anode подключается к аноду ФЭУ, который является источником отрицательного тока (не напряжения. ). При регистрации кванта света, на выходе OUT получаем импульс напряжения положительной полярности.
Вот и все. Как видите, даже если схема работает с отрицательными напряжениями, в некоторых случаях совсем не обязательно операционные усилители в ней питать двуполярным напряжением.
Может ли ток быть отрицательным электротехника
Что такое отрицательное напряжение
Величина напряжения относительно выбранного эталона. Когда фактическое напряжение ниже, чем напряжение сравнения, значение напряжения является отрицательным. Другая ситуация: когда выбранное опорное напряжение направление иэлектрический токСсылочное направление, противоположное, опорное напряжение противоположно фактическое напряжение.
Отрицательное напряжение относительное. Сначала у нас есть ссылка. Например, текущее требование к напряжению составляет 4,0 В, поэтому более высокое напряжение равно 4,0, а более низкое напряжение является отрицательным. Сейчас естьСиловой модульТак вы можете выводить как положительные, так и отрицательные напряжения. Не сказать, какое напряжение- * действительно может быть выведено.
Постоянное отрицательное напряжение
Постоянное отрицательное напряжение на коллекторе увеличивает потенциальный барьер перехода и уменьшает прямой ток до значения, меньшего, чем обратный ток / Обр — При подаче постоянного положительного напряжения на эмиттер между эмиттером и базой будет протекать ток. Носителями этого тока в основном являются дырки, двигающиеся от эмиттера к базе. Так как переход база-коллектор находится очень близко от перехода эмиттер-база, то дырки притягиваются к коллектору под влиянием градиента потенциала через коллекторный переход. Хотя механизм усиления тока еще недостаточно изучен, однако опыт показывает, что точечно-контактные транзисторы дают усиление тока большее, чем единица. [2]
Принцип схемы генерации отрицательного напряжения
В электронных схемах нам часто нужно использовать отрицательное напряжение, например, нам часто нужно устанавливать для него отрицательное напряжение при использовании операционного усилителя. Ниже приведен простой пример его схемы от положительного 5 В до отрицательного 5 В.
Обычно, когда мне нужно использовать отрицательное напряжение, я обычно выбираю специальный чип для генерирования отрицательного напряжения, но эти чипы дороже, такие как ICL7600, LT1054 и т. Д. О, я почти забыл MC34063. Этот чип используется чаще всего. О схеме генерирования отрицательного напряжения 34063 я ничего не сказал в техническом описании. Пожалуйста, смотрите нас нижеСКМСуществует два вида схем генерирования отрицательного давления, обычно используемых в электронных схемах.
Многие однокристальные компьютеры теперь имеют ШИМ-выход. Когда мы используем однокристальные микрокомпьютеры, ШИМ часто не используется. Это хороший выбор, чтобы использовать его для создания отрицательного давления.
Вышеуказанная схема является простейшей схемой генерирования отрицательного напряжения. Оригиналы, которые он использует, являются наименьшими. Нам нужно только предоставить ему прямоугольную волну около 1 кГц, что довольно просто. Здесь следует отметить, что мощность генерации нагрузки этой цепи очень слабая, и падение напряжения после добавления нагрузки также относительно велико.
По указанным выше причинам была сгенерирована следующая схема:
Анализ отрицательной цепи генерации напряжения
Определение напряжения: напряжение (напряжение), также известное как разность потенциалов или разность потенциалов, представляет собой физическую величину, которая измеряет разность энергий, генерируемых единичным зарядом из-за разных потенциалов в электростатическом поле. Его величина равна работе, выполненной единичным положительным зарядом, перемещающимся из точки A в точку B. из-за силы электрического поля. Направление напряжения определяется как направление от высокого потенциала к низкому потенциалу.
Если вы хотите сгенерировать отрицательное напряжение, вы можете сделать так, чтобы он имел более низкий потенциал относительно отрицательного полюса источника питания. Чтобы опускаться, необходимо подключить другой источник питания, основной принцип которого — использовать два источника питания последовательно. Положительное напряжение-последовательно после опорной отрицательного источника питания 1. Отрицательный электрод источника питания 2 является отрицательным напряжением.
Схема генерирования отрицательного напряжения:емкостьЗарядка эквивалентна новому источнику питания.После последовательного подключения конденсатора к GND, это эквивалентно источнику питания 2. Отрицательное напряжение генерируется.
1, зарядка конденсатора
2, конденсатор С1 полностью заряжен
3. Конденсатор С1 используется в качестве источника питания, а высокий потенциал С1 соединен последовательно в контрольной точке. C1 разряжается и продолжает течь из C2, генерируя отрицательное напряжение.
Отрицательное значение — ток
В результате решения составленных уравнений определяемые величины могут получиться отрицательными. Отрицательное значение тока указывает на то, что фактическое направление тока на данном участке цепи обратно принятому. [31]
Отрицательное значение тока указывает i:; то, что фактическое направление тока на данном участке цепи обратно пригм-тому. [32]
В результате решения составленных уравнений определяемые величины могут получиться отрицательными. Отрицательное значение тока указывает на то, что фактическое направление тока на данном участке цепи обратно принятому. [33]
В дальнейшем ( при ttl) как энергия электрического поля емкости Wc, так и запасенная к моменту t t магнитная энергия индуктивности W, расходуется на покрытие тепловых потерь в сопротивлении R. Отрицательное значение тока свидетельствует о противоположном направлении тока разряда относительно опорного направления. [34]
В результате решения составленных уравнений определяемые величины могут получиться отрицательными. Отрицательное значение тока указывает на то, что фактическое направление тока на данном участке цепи обратно принятому. [35]
Пока не будет достигнута индукция насыщения Bs, магнитная проницаемость материала ( на участке В0 — 3 — /) будет высокой, индуктивное сопротивление хму большим, а ток нагрузки — малым. В этом полупериоде ток нагрузки будет принимать максимальные мгновенные значения с того момента, когда индукция станет равна индукции насыщения Bs. Чем больше отрицательный ток управления, тем ниже спускается по петле гистерезиса точка В0 и тем меньше среднее значение тока нагрузки за полупериод. При определенном отрицательном значении тока управления магнитный режим может оказаться таким, что индукция никогда не будет достигать величины индукции насыщения. [40]
Решение для создания отрицательного напряжения (-5 В)
7660 и MAX232 имеют ограниченные возможности вывода.осциллографПриобретение высокоскоростных операционных усилителей очень трудоемко, поэтому Вей Кун также должен использовать 4 штуки параллельно, чтобы увеличить ток.
Первая версия 7660 двух штук, соединенных параллельно.
Ordinary использовать обычныйDC/DCМикросхема может генерировать отрицательное напряжение, а точность напряжения такая же, как и положительное напряжение, и способность вождения очень сильная, которая может достигать более 300 мА.
общийИмпульсный источник питанияМикросхема может генерировать отрицательное напряжение. Невозможно использовать выходной сигнал ШИМ импульсного источника питания, чтобы подтолкнуть зарядный насос. Он также может генерировать большие токи, а стоимость очень низкая. Я не знаю, сколько потребуется пульсаций. а. 7660 — это зарядный насос, поэтому ток очень маленький.
Конструкция всего осциллографаЦифровая мощность+ 5 В и + 5 В аналогового источника питания питаются отдельно, но как обращаться с цифровым заземлением и аналоговым заземлением?
Цифровое заземление и аналоговое заземление должны быть соединены вместе, иначе цепь не будет работать.
Цифровая часть не может вернуться ток течет через аналоговую часть, два должно быть соединены вместе в стабильном опорной точке.
Of Значение отрицательного напряжения
4. У этого есть китайские особенности и саморазрушающаяся цепь. Вообще говоря внутри чипаСхема защитыОтрицательное напряжение не защищено, поэтому, если ток немного больше, напряжение не нужно подавать на микросхему с высоким отрицательным напряжением, и микросхема может быть успешно разрушена.
Получаем отрицательное напряжение
Иногда в радиолюбительской практике нужно иметь кроме основного источника питания, имеющего минусовой общий провод, второй источник питания с плюсовым общим проводом, т.е. двухполярное питание, например, для питания ОУ. Для этого нужен дополнительный источник питания, плюсовой провод которого соединён с общим проводом (минусовым) вашего устройства. Каждый решает такую задачу по-своему, обычно это либо дополнительная обмотка\выпрямитель трансформатора, либо вообще отдельный источник питания. Мне было лень заниматся этим, поэтому я сделал минусовое питание из плюсового с помощью недорогой и широкораспространённой LM2576.
Итак, нам понадобится всего несколько деталей:
В итоге вы получите источник отрицательного напряжения с общим плюсовым проводом, способный выдать ток до 700мА и напряжением в диапазоне от 1,23в до примерно 20в с защитой от перегрузок по току и от перегрева кристалла.
Ничего изобретать не понадобится, в даташите на LM2576 есть вся необходимая информация, открываем: https://www.national.com/ds/LM/LM2576.pdf и находим на 18й странице нужную нам схему.
Немного на мой взгляд неудачно у них нарисовано, поэтому сделаем зелёным.
Как видите это инвертирующий преобразователь, по буржуйски inverting buck-boost.
Ключ замыкается (биполярный транзистор, коллектор которого — это 1-й вывод LM2576, эмиттер — 2-й вывод), энергия запасается в сердечнике дросселя, затем ключ размыкается, и накопленная энергия через диод шоттки уходит в выходной электролит, цикл повторяется, пока цепь обратной связи не даст команду сбавитьобороты.
Цепь обратной связи (ОС) состоит из делителя R1, R2 для adj-версии микросхемы, а для версии с фиксированным выходным напряжением вывод 4 сразу сажаем на анод диода. Для версии с внутренним делителем, которую мы вдруг захотим включить на большее выходное напряжение, учитываем, что сопротивление внутреннего R2 равно:
3.3V R2 = 1.7k 5V, R2 = 3.1k 12V, R2 = 8.84k 15V, R2 = 11.3k
Выходное напряжение, как обычно, считаем по формуле Uвых = ((R2\R1)+1)*1,23, где 1,23 — это напряжение источника опорного напряжения.
Для R2 = 2 кОм, R1 = 240 рассчётно получается 11,48 в с учётом погрешности (в моём случае получилось 11,4в).
Для тех кто хочет спросить почему на выходе только 700мА, ведь в даташите написано микросхема обеспечивает 3а, отвечу заранее: согласно даташиту ток ключа ограничивается внутренней схемой на уровне примерно 5,8а, а пиковый ток ключа в нашем обратноходовом преобразователе считается по формуле:
если после такого расчёта ваш мозг не аннигилировал в другое измерение то продолжим.
Короче, чтобы не хавать ваш мозг, пиковый ток обратнохода можно примерно прикинуть по формуле: Iпик = 5,5*(Pout)\Vin, где Pout — выходная мощность. Как видите, чем меньше входное напряжение, тем больше пиковый ток, поэтому крайне не рекомендую питать схему от источника менее 10в (даташит говорит что минимальный «drop» равен 4,7в, т.е. при выходном 12,7в минимальное входное будет 8 вольт, если меньше то выходной ключ открывается. а его нагрузка по постоянному току дросель. со всеми вытекающими)
Ладно, хватит мудрёных формул, ближе к делу. У меня получилась платка размером 15х34 мм, нарисовал в спринте вот так:
Резисторы делителя 1206, электролиты диаметром 12. 13мм, дроссель намотал на колечке Т60 из 52-го материала, особо не думая о количестве витков, просто намотал в 4 жилы проводом 0,3. 0,4мм до заполнения, получилось примерно 70..80 витков (200. 250мкГн)
Ну а дальше как обычно, в путь: стеклотекстолит, утюг, хлорное железо, паяльник.