Elektronikai alkalmazásokban néha negatív feszültségre van szükségünk. A negatív tápforrás megszerzése azonban nem megbízható megoldás, ha gyengeáramú alkalmazásokhoz szükséges. Sok alacsony áramot igénylő elektronikus áramkör esetében nem választhatunk negatív feszültségű áramforrást. Referencia vagy kis teljesítményű alkalmazásokhoz olyan áramkörökre is sor kerülhet, amelyek negatív feszültséget képesek előállítani pozitív feszültségellátásból.
Sok áramkör van erre a célra. Itt egy egyszerű negatív feszültséggenerátor áramkört terveztünk. Ezt az áramkört 555IC időzítő áramkörből fejlesztették ki.
Alkatrészek
+5 - +9 tápfeszültség
555 IC
1KΩ, 10KΩ ellenállások
104 (100 nF), 223 (22 nF), 22µF kondenzátor (2 db)
IN4148 diódák (2 db)
Szondák tesztelése.
Áramköri ábra és működési magyarázat
A fenti ábra a negatív feszültséggenerátor c ircuit diagramját mutatja. Az itt található 555IC időzítő BEÁLLÍTHATÓ vibrátorként működik. A kondenzátor itt megváltoztatható, azonban a maximális negatív feszültségre kell választani. Ha a kiválasztott kapacitás nem felel meg jól, akkor nem tudjuk elérni a maximális negatív feszültséget a kimeneten.
Mint korábban említettük, az 555 Timer IC négyzethullám-generátorként működik itt, és négyzethullámot generál. A négyzetnek pozitív csúcsa és +0 talaja lesz, ami egy teljes ciklust alkot.
Most, amikor pozitív feszültségcsúcs van a kimeneten, áramáram lesz (REDLINE), amint az az alábbi ábrán látható. Ez alatt az idő alatt a D1 dióda előre torzul, a D2 dióda pedig torzít.
Emiatt a C1 kondenzátor az ábrán látható módon feltöltődik, és VCC feszültség jelenik meg rajta.
Most, amikor a talaj pozitív csúcs után jelenik meg, áramáram lesz (RED LINE), amint az az alábbi ábrán látható. Ez idő alatt a D1 dióda fordított és a D2 dióda előre torzul. A D2 előre torzításával a C1 kondenzátorban tárolt töltésnek módja lesz áramlani. Tehát a C1 kondenzátor D2-en keresztül kisüt, a C2 kondenzátort töltve. Ezt mutatja az ábra.
Tehát 0 V jel alatt feszültség jelenik meg a C2 kondenzátoron.
A C2-n keresztül megjelenő feszültség negatív előjelű lesz, ha a földre utalunk. Ez a töltés és kisütés folyamatos minden ciklusban, és a kimeneten stabil negatív feszültség lesz a testhez viszonyítva.