Инверторы полярности напряжения (- + / + -)
Иногда для питания устройства требуется иметь двуполярное напряжение. При этом обычно основным является источник положительного напряжения, а цепь отрицательного является вспомогательной (маломощной). Если конструкция предназначена для автономного питания, иметь две батареи неудобно.
Получить дополнительное напряжение (любой полярности) можно при помощи трансформатора, подключенного к выходу микросхемы, работающей в режиме автогенератора. С вторичной обмотки этого трансформатора напряжение выпрямляется и подается на схему. Мощность такого источника не может превышать 0,5...1 Вт.
Второй способ получения дополнительного напряжения отрицательной полярности показан на рис. 5.25.
Конденсаторный преобразователь обеспечивает получение стабилизированного отрицательного напряжения, величина которого зависит от Un и типа примененной микросхемы стабилизатора DA2 (6 В или 9 В для микросхем соответственно 78L06 (КР1157ЕН602) и 78L06 (КР1157ЕН902)). Ток в цепи нагрузки не должен превышать 20 мА.
В том случае, если требуется иметь в цепи с инверсным напряжением большой ток (до 4 А), можно воспользоваться схемой преобразователя с более мощным выходным каскадом, выполненным на двух комплементарных полевых транзисторах, рис. 5.26.
Рис. 5.25. Схема для получения двухполярного напряжения от одного источника
Применение в выходном каскаде мощных полевых МДП-транзисторов с индуцированным каналом (MOSFET) позволяет увеличивать рабочую частоту такого преобразователя до 100...500 кГц — это дает возможность уменьшить габариты устройства, а также обеспечить более высокий КПД преобразования по сравнению с каскадом, выполненным на биполярных транзисторах.
Еще одна схема инвертора показана на рис. 5.27. Она позволяет повысить отрицательное напряжение относительно источника питания за счет возникающей в катушке э.д.с. противоположной Полярности после закрывания ключа ѴТ1. Транзистор ѴТ1 подойдет любой с P-каналом, не имеющий внутри диода между стоком и истоком, или же потребуется установить дополнительный диод (Шотки), показанный на схеме пунктиром.
Рис. 5.26. Схема мощного инвертора напряжения.
Рис. 5.27. Схема повышающего напряжение инвертора напряжения.
В зависимости от необходимого минимального тока нагрузки (I„), выбранной рабочей частоты преобразователя (F) и скважности импульсов (D), минимальная допустимая индуктивность дросселя L1 определяется по формуле:
где Un — напряжение питания.
Литература: Радиолюбителям: полезные схемы, Книга 5. Шелестов И.П.