В одной из предыдущих статей были рассмотрены вопросы получения двухполярного питания от однополярного источника при помощи специализированных микросхем (ICL7660, MAX660, LT1054). Продолжая тему, рассмотрим возможность создания подобных устройств на базе более стандартных и доступных компонентов, например на микросхеме-таймере NE555.
Я решил опробовать схему, опубликованную в книге И. П. Шелестова «Радиолюбителям: полезные самоделки». Данное устройство, питаясь от 9 В, выдает на выходе -5 В при токе до 20 мА.
В основу схемы заложен принцип инвертирующего зарядового насоса. Генератор на DA1 формирует прямоугольные импульсы амплитудой 9 В. Непосредственно инверсия полярности обеспечивается цепью C4, VD1, VD2. Микросхема DA2 обеспечивает стабилизацию отрицательного напряжения (-5 В).
В процессе сборки я заменил LM555 на NE555 — фактически это одно и то же, только от разных производителей. В качестве DA2 применил 79L05. Диоды VD1 и VD2 (в оригинале КД212А) решил заменить на диоды Шоттки 1N5817. В данной схеме большое падение напряжения на диодах может негативно отразиться на работе стабилизатора, ведь микросхеме 79L05 требуется запас по входу минимум в 2 вольта, а здесь его в обрез. В остальном всё оставил без изменений.
Собрал схему на макетке из гетинакса.
Запитал устройство от самодельного лабораторного блока питания. Сначала проверяю работу без нагрузки: напряжение на выходе составляет -4,873 В.
Затем нагрузил устройство резистором 270 Ом, что создает ток примерно 18,5 мА — почти максимум от заявленных 20 мА. Напряжение составило -4,790 В.
В целом значения -4,873 В и -4,790 В вполне приемлемы, а имеющиеся отклонения определяются характеристиками стабилизатора 79L05, так как его допустимый отклонение составляет ±5%.
Итог: инвертор на NE555 показал результаты не хуже, чем бюджетная специализированная микросхема ICL7660. При одинаковых номинальных токах он продемонстрировал лучшую нагрузочную способность (меньшую просадку напряжения). Кроме того, устройство содержит линейный стабилизатор, что должно минимизировать шумы и пульсации (хотя проверить это приборами возможности не было).
Одним из минусов может стать необходимость питания именно 9 В (например, если в основной схеме требуется ±5 В). Однако при наличии дешевых китайских DC/DC преобразователей эту проблему легко решить, добавив в устройство модуль 5/9 В.