如何构建一个简单的低电流双5V电源电路

大多数模拟电子 电路需要双电源轨以实现适当的平衡操作；如果我们正在设计运算放大器电路，这一点尤其重要。A/D 转换器、运算放大器和比较器等数字系统也需要负电源电压。在所有这些情况下，电流要求都会很低，但如果我们使用大量分立和集成电路元件，产生这样的 -5V 电源通常既昂贵又低效。因此，在本教程中，我们将学习如何构建一个简单的低电流双 5V 电源电路，该电路可由我们的 USB 端口供电。

虽然有许多方法可以分割单个电压，但它们的虚拟地电位不会是恒定的。如果我们使用两节电池来获得双极性电压，在适当的时候，一节电池会比另一节电池消耗得更快，并且很难保持平衡的双极性电压。如果使用电阻分压器，部分功率会因热量而耗散，并且分压电压不稳定。为了克服这些问题，我们将使用Renesas的名为 ICL7660的 CMOS电压转换器 IC。

ICL7660

ICL7660 和 ICL7660A 是单片CMOS 电荷泵电压转换器，可将 +1.5V 至 +10.0V 的输入电压范围转换为 -1.5V 至 -10.0V 的输出电压范围。

ICL7660 和 ICL7660A 包含完成负电压转换器的所有必要电路，两个外部电容器除外。通过下面给出的理想电压转换器理论可以最好地理解设备的工作原理。

在前半个周期内，开关 S1 和 S3 闭合（注意：开关 S2 和 S4 在此半个周期内打开）。电容器C1被充电至电压V+。在运行的第二个半周期内，开关 S2 和 S4 闭合（注：开关 S1 和 S3 在这半个周期内打开）。电容器 C1 上的电压负移 V+ 伏。然后电荷从 C1 转移到 C2，假设理想开关且 C2 上没有负载。因此，反相 V+ 电压可通过 C2 获得。ICL7660 和 ICL7660A 的操作类似于电压转换器的这种理想操作。

ICL7660 应用提示：

电容 C2 应放置在 IC2 附近，以防止器件闩锁。ICL7660不要超过10V，ICL7660A不要超过12V。

电源电压高于 3.5V 时，请勿将 LV 端子接地。

使用极化电容时，C1 的“+”端必须连接到 ICL7660 和 ICL7660A 的引脚 2，C2 的“+”端必须连接到 GROUND。

为获得最佳性能，请使用低值 ESR 电容器代替 C1 和 C2。

如果 USB 和电路之间的导线距离较长，则可以在输入电源上连接一个缓冲电容器。

该电路的输出电流限制在 40mA。对于高达 100mA 的电流要求，可以使用 IC MAX660 代替 U1。

5v电源电路及工作：

使用 ICL760的完整±5v 电源电路图如下所示。+5V的输入电压可以从笔记本电脑/电脑的任何 USB 端口或充电器/适配器获得。

该电路由 ICL7660 （U1） 和两个电容器 （C1 和 C2） 构成。USB 的 5V 输出提供给 U1 的引脚 8。IC U1 和电容器（C1 和 C2）构成将 +5V 转换为 -5V 的电压逆变器部分。转换后的 -5V 电源在 U1 的引脚 5 上可用。因此，连接器 J2 上提供了双电源 5V 电源。

在硬件上构建之前，我们已经在 Proteus 中模拟了电路：

测试双 （±） 5V USB 电源电路：

根据上面显示的电路图在 PCB/面包板上组装电路。将电容器 C2 尽可能靠近 IC U1。如果电路焊接在 PCB 上，则 IC 应使用适当的 IC 底座固定。一旦构建了5v 电源电路，它应该看起来像这样

要测试电路，请将 USB 连接到笔记本电脑或移动电源或任何 USB 为电路供电。使用万用表检查 J2 上的输出电压，参考地。在下面给出的测试视频中，万用表在显示 4.9V 时连接到正轨。然后将万用表接到IC的输出端（即ICL7660的5脚），则显示-4.7V。