При разработке электронной аппаратуры с
питанием от бортовой сети автомобиля, катера и т.
п. нередко возникает необходимость в источнике
отрицательного напряжения для питания
всевозможных устройств, содержащих, например,
операционные усилители. Описываемые в
литературе аналогичные схемы отличает либо
использование внешних транзисторных усилителей
и дросселей, либо очень низкий выходной ток
порядка 3...15 мА. Описываемое устройство свободно
от всех вышеперечисленных недостатков.
Основой предлагаемого источника является
микросхема КР1114ЕУ4, используемая в двухтактных
импульсных источниках питания. Выход микросхемы
представляет собой два транзистора с открытыми
выводами коллекторов и эмиттеров, которые
допускают нагрузку по току до 200 мА. Особенностью
работы выходных транзисторов микросхемы
является пауза между поочередным включением
транзисторов, исключающая протекание сквозного
тока, который не только приводит к снижению КПД и
снижает надежность устройства, но также является
источником дополнительных помех. Кроме того,
большим преимуществом данной микросхемы
является широкий диапазон питающих напряжений,
составляющий 7...40В, что облегчает ее включение в
бортовую сеть напряжением 24 В, использующуюся на
многих судах.
Схема устройства представлена на рис. 1.
Работает оно следующим образом. В момент, когда
открыт внутренний транзистор 2 микросхемы,
конденсатор С2 заряжается через этот транзистор
и диод VD1, далее следует пауза. Следующим
открывается внутренний транзистор 1 микросхемы,
и конденсатор С2, разряжаясь через него и диод VD2,
передает энергию в конденсатор СЗ. Далее следует
пауза и цикл повторяется. Рабочая частота
генератора при указанных на схеме номиналах С1 и
R1 составляет около 30 кГц.
Рис.1
При напряжении питания 12В и токе нагрузки 150 мА
выходное напряжение составляет -7 В (без нагрузки
-10 В), чего вполне достаточно для питания
большинства операционных усилителей и
компараторов.
При необходимости на выходе можно установить
интегральный стабилизатор напряжения серий КР1162,
КР1179 (LM79xx). Собственное потребление описываемого
преобразователя составляет 12 мА.
Конденсатор С1 можно применить любого типа,
конденсаторы С2 и СЗ подбираются по напряжению
питания устройства, диоды VD1 и VD2 применимы любого
типа на необходимые напряжение и ток, хотя
желательно использовать диоды с барьером Шоттки
(в авторском экземпляре использовались КД212А).
Собранное из исправных деталей устройство в
налаживании не нуждается.
Данный преобразователь эксплуатируется в
течение двух лет при напряжении судовой бортовой
сети 24В и нагрузке около 75 мА (питание двух
быстродействующих компараторов КР597СА2, каждый
из которых потребляет ток порядка 35 мА) и показал
высокую надежность в любых климатических
условиях. Также он использовался при напряжении
питания 12В и нагрузке 150 мА для питания
автомобильной электроники.
И. Андриевский
