Что означает отрицательное напряжение

Как получить отрицательное напряжение.

Оказалось, что когда речь заходит об отрицательном напряжении, первый вопрос, который возникает у людей: «Как такое может быть? Как напряжение может быть отрицательным?»
Поэтому хотел бы чуть подробнее остановиться на том, что такое отрицательное напряжение и где оно может пригодиться.

Давайте рассмотрим схемы, изображённые ниже.

Но что интересно,нельзя найти устройство, которое питается отрицательным напряжением, а услышать про отрицательное напряжение можно лишь, когда речь заходит о двухполярном питании. Ну вот только с одним, чуть разобрались и снова, какие-то умные слова. На самом деле ничего хитрого в двухполярном питании нет. Если для работы электронного компонента необходимо положительное и отрицательное напряжение(средняя схема на картинке выше), то говорят, что ему необходимо двухполярное питание.

В каком случае двухполярное питание может пригодиться? Рассмотрим простой пример, если на один из входов ОУ, питающегося положительным напряжением, подать отрицательное напряжение, то ничего не произойдёт, он просто не знает про существование отрицательного напряжения и сделать с ним ничего не может.

Прошло немного времени и стало понятно, что таскать две зарядки для одного устройства неудобно и хорошо было найти более простой способ получить отрицательное напряжение. Вариантов было два: первый — это собрать на рассыпухе источник отрицательного напряжения, второй — купить готовую микросхему, которая бы из положительного напряжения сделала отрицательное. Немного поискав в интернете, нашёл LM828, которая при подаче на вход положительного напряжения, на выходе выдавала такое же только отрицательной полярности. Идея использовать такую микросхему, показалась мне очень заманчивой поэтому сразу сделал заказ на али. Когда микросхема пришла, вытравил маленькую платку и монтировал её на основную плату и теперь для пользования устройством нужна только одна зарядка. Хотелось бы отметить, что номинал конденсаторов в обвязке микросхемы по даташиту равен 10uF, но при увеличении нагрузки микросхема начала пищать, поэтому увеличил их значение до 47uF.

Источник

Что такое отрицательное напряжение?

Почему некоторые устройства даже в этом нуждаются, что в этом особенного?

10 ответов

Теперь рассмотрим случай, когда у вас есть две батареи в серии. Если бы у обоих было 5 вольт, тогда вы сказали бы, что у вас будет всего 10 вольт.

Вот что я пытался объяснить:

Представьте, что вы измеряете высоту автомобиля. Вы можете взять рулетку и измерить расстояние от земли до крыши автомобиля. «Крыша этого автомобиля находится на высоте 4 фута над землей».

Вы также можете стоять на крыше автомобиля и болтаться с той же рулеткой на земле. «Земля находится на 4 фута ниже крыши этого автомобиля».

Сказать, что у вас есть напряжение + 5В в точке А, означает, что точка А на 5 вольт больше положительной, чем выбранная вами земля.

Знак только сообщает вам полярность напряжения относительно наземного узла.

Подумайте об этом в высоком здании. Чтобы перейти от 30-го этажа до пола 20, вы спускаетесь на 10 этажей.

Первая часть этого вопроса уже ответила очень хорошо.

Все это игнорирует проблемы заземления. В реальной жизни часто выход земли на снабжение буквально заземлен, и мысль о том, что вся Земля находится на +12 В, будет просто странной.

Переменное напряжение, такое как сетевое питание a.c, качается положительно и отрицательно относительно нейтральной линии, которая очень близка к потенциалу заземления, поэтому «нейтральная» считается нулевой.

Сила не генерируется электронами, блуждающими вокруг. Фактически, электрон может блуждать по всему месту без какого-либо напряжения. Энергия не может быть создана или уничтожена. Он приходит откуда-то, и он идет куда-то. Например, когда вы поворачиваете рукоятку генератора, вы на самом деле не генерируете мощность; вы просто передаете силу, которую растения поглощают от солнца, прежде чем вы ели и переваривали их. Вы должны продать такой генератор, как «питаемый термоядерным синтезом».

Источник

Отрицательное напряжение

Положительное напряжение

Назначение и принципы работы блоков питания

Роль блока питания

Основные конструктивные элементы средств вычислительной техники.

Виды корпусов. Типы блоков питания.

Блок питания является одним из самых ненадежных устройств компьютерной системы. Это жизненно важный компонент персонального компьютера, поскольку без электропитания не сможет работать ни одна компьютерная система.

! Главное назначение блоков питания — преобразование электрической энергии, поступающей из сети переменного тока, в энергию, пригодную для питания узлов компьютера.

Блок питания преобразует сетевое переменное напряжение 220 В, 50 Гц (120 В, 60 Гц) в постоянные напряжения +3,3, +5 и +12 В. Как правило, для питания цифровых схем (системной платы, плат адаптеров и дисковых накопителей) используется напряжение +3,3 или +5 В, а для двигателей (дисководов и различных вентиляторов) — +12 В. Компьютер работает надежно только в том случае, если значения напряжения в этих цепях не выходят за установленные пределы.

Как правило, цифровые электронные компоненты и интегральные схемы компьютера (системные платы, платы расширения, логические схемы дисководов) используют напряжения +3,3 и +5 В, в то время как двигатели (дисководов и вентиляторов) обычно работают с напряжением в 12 В. Список устройств и их потребляемая мощность приведены в табл. 1.

Для того чтобы система нормально работала, источник питания должен обеспечивать непрерывную подачу постоянного тока. Устройства, рабочее напряжение которых отличается от подаваемого, должны питаться от встроенных регуляторов напряжения. Например, рабочее напряжение 2,5 В для модулей памяти RIMM обеспечивается встроенным регулятором тока; процессоры подключаются к модулю стабилизатора напряжения (VRM), который обычно встраивается в системную плату.

Таблица 1. Потребляемая мощность компонентов компьютера

В большинстве схем современных последовательных портов указанные напряжения не используются. Для их питания достаточно напряжения +5 В (или даже 3,3 В). Если в компьютере установлены именно такие порты, значит, сигнал +12 В от блока питания не подается.

Напряжение +12 В предназначено в основном для питания двигателей дисковых накопителей. Источник питания по этой цепи должен обеспечивать большой выходной ток, особенно в компьютерах с множеством отсеков для дисководов. Напряжение 12 В подается также на вентиляторы, которые, как правило, работают постоянно. Обычно двигатель вентилятора потребляет от 100 до 250 мА, но в новых компьютерах это значение ниже 100 мА. В большинстве компьютеров вентиляторы работают от источника +12 В, но в портативных моделях для них используется напряжение +5 В (или даже 3,3 В).

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Русские Блоги

Отрицательное напряжение

Что такое отрицательное напряжение

Величина напряжения относительно выбранного эталона. Когда фактическое напряжение ниже, чем напряжение сравнения, значение напряжения является отрицательным. Другая ситуация: когда выбранное опорное напряжение направление иэлектрический токСсылочное направление, противоположное, опорное напряжение противоположно фактическое напряжение.

Отрицательное напряжение относительное. Сначала у нас есть ссылка. Например, текущее требование к напряжению составляет 4,0 В, поэтому более высокое напряжение равно 4,0, а более низкое напряжение является отрицательным. Сейчас естьСиловой модульТак вы можете выводить как положительные, так и отрицательные напряжения. Не сказать, какое напряжение- * действительно может быть выведено.

Принцип схемы генерации отрицательного напряжения

В электронных схемах нам часто нужно использовать отрицательное напряжение, например, нам часто нужно устанавливать для него отрицательное напряжение при использовании операционного усилителя. Ниже приведен простой пример его схемы от положительного 5 В до отрицательного 5 В.

Обычно, когда мне нужно использовать отрицательное напряжение, я обычно выбираю специальный чип для генерирования отрицательного напряжения, но эти чипы дороже, такие как ICL7600, LT1054 и т. Д. О, я почти забыл MC34063. Этот чип используется чаще всего. О схеме генерирования отрицательного напряжения 34063 я ничего не сказал в техническом описании. Пожалуйста, смотрите нас нижеСКМСуществует два вида схем генерирования отрицательного давления, обычно используемых в электронных схемах.

Многие однокристальные компьютеры теперь имеют ШИМ-выход. Когда мы используем однокристальные микрокомпьютеры, ШИМ часто не используется. Это хороший выбор, чтобы использовать его для создания отрицательного давления.

Вышеуказанная схема является простейшей схемой генерирования отрицательного напряжения. Оригиналы, которые он использует, являются наименьшими. Нам нужно только предоставить ему прямоугольную волну около 1 кГц, что довольно просто. Здесь следует отметить, что мощность генерации нагрузки этой цепи очень слабая, и падение напряжения после добавления нагрузки также относительно велико.

По указанным выше причинам была сгенерирована следующая схема:

Анализ отрицательной цепи генерации напряжения

Определение напряжения: напряжение (напряжение), также известное как разность потенциалов или разность потенциалов, представляет собой физическую величину, которая измеряет разность энергий, генерируемых единичным зарядом из-за разных потенциалов в электростатическом поле. Его величина равна работе, выполненной единичным положительным зарядом, перемещающимся из точки A в точку B. из-за силы электрического поля. Направление напряжения определяется как направление от высокого потенциала к низкому потенциалу.

Схема генерирования отрицательного напряжения:емкостьЗарядка эквивалентна новому источнику питания.После последовательного подключения конденсатора к GND, это эквивалентно источнику питания 2. Отрицательное напряжение генерируется.

1, зарядка конденсатора

2, конденсатор С1 полностью заряжен

3. Конденсатор С1 используется в качестве источника питания, а высокий потенциал С1 соединен последовательно в контрольной точке. C1 разряжается и продолжает течь из C2, генерируя отрицательное напряжение.

Решение для создания отрицательного напряжения (-5 В)

7660 и MAX232 имеют ограниченные возможности вывода.осциллографПриобретение высокоскоростных операционных усилителей очень трудоемко, поэтому Вей Кун также должен использовать 4 штуки параллельно, чтобы увеличить ток.

Первая версия 7660 двух штук, соединенных параллельно.

Ordinary использовать обычныйDC/DCМикросхема может генерировать отрицательное напряжение, а точность напряжения такая же, как и положительное напряжение, и способность вождения очень сильная, которая может достигать более 300 мА.

Конструкция всего осциллографаЦифровая мощность+ 5 В и + 5 В аналогового источника питания питаются отдельно, но как обращаться с цифровым заземлением и аналоговым заземлением?

Цифровое заземление и аналоговое заземление должны быть соединены вместе, иначе цепь не будет работать.

Цифровая часть не может вернуться ток течет через аналоговую часть, два должно быть соединены вместе в стабильном опорной точке.

Of Значение отрицательного напряжения

4. У этого есть китайские особенности и саморазрушающаяся цепь. Вообще говоря внутри чипаСхема защитыОтрицательное напряжение не защищено, поэтому, если ток немного больше, напряжение не нужно подавать на микросхему с высоким отрицательным напряжением, и микросхема может быть успешно разрушена.

Источник

Электроника для всех

Блог о электронике

Генератор отрицательного потенциала

Иногда нужен потенциал ниже нуля, т.е. отрицательное напряжение. Такое бывает нужно в аналоговой технике или, например, чтобы запустить LCD индикатор от низкого напряжения. Контроллер дисплея какого нибудь HD44780 часто отлично работает от 3.3 вольт, но на панели ничего не видно по причине низкого контраста, даже выкрутив потенциометр в землю не удается получить яркие символы. Нужно опустить Vss ниже нуля. На некоторых дисплеях даже стоит специальная схема, генерирующая минус. Но не везде. А тем не менее на простейшей конденсаторной схеме можно сделать такой генератор на ровном месте.

Как это работает? Да просто. Чтобы лучше понимать работу конденсатора в динамике вспомним статью для самых маленьких и достанем из нее три упрощения:

1) Когда конденсатор заряжается он ведет себя как резистор у которого сопротивление растет с 0 до бесконечности. Растет по экспоненте, но нам все равно как.

2) Когда конденсатор разряжается он ведет себя подобно батарейке у которой заряд садится, садится тоже по экспоненте, но это все равно пофигу.

3) Конденсатор всегда можно дозарядить, при этом на нем растет напряжение. Идеальный конденсатор можно заряжать бесконечно. Реальный же пробьет.

Вот на этих трех китах мы и все разберем постадийно.

Еще упростим до того, что диоды идеальные и у них нет никаких падений напряжения, а значит их можно тупо выбросить и закоротить для прямого случая и оборвать для обратного, ведь нас интересует процессы в конкретной стадии, а диоды будут только отвлекать.

▌Стадия 1
С1 разряжен
С2 разряжен.

На входе появляется высокий уровень напряжения — единичка. Пусть это будет 5 вольт. Через конденсатор С2 через диод D1 в землю течет ток и он начинает заряжаться. Справа показана «мгновенная схема» с учетом наших допущений.

Конденсатор зарядился, стал источником напряжения, встав в противовес источнику генератора. На генераторе пока +5 еще (верхняя часть меандра). И ток в цепи остановился.

▌Стадия 2
Через какое то время на выходе генератора станет 0 — придет время нижней части меандра. И ток из нашего конденсатора потечет в источник, но через что замкнется цепь? Ведь диод D1 не даст протечь через землю? Правильно, через второй конденсатор.Ведь он то у нас пока что разряжен. А поскольку разряженный конденсатор потянет на «резистор», то цепь примет вид:

Вот такой путь разряда. А теперь давайте посчитаем чему равен потенциал в точке выхода нашей схемы? Для расчета потенциала надо определиться с системой координат, выбрать обход контура относительно направления которого мы будем считать знак потенциала. Так как тут истинный источник энергии только один — генератор, то положительным направлением обхода контура будет считаться ток ИЗ ГЕНЕРАТОРА, тот что заряжал конденсатор в самом начале. Т.е. когда мы из земли идем через генератор, то после прохода источника напряжения генератора, потенциал точки вырастет на величину напряжения генератора ( в данном случае 0, т.к. он в нижней точке меандра). А следующий источник напряжения, конденсатор, будет нам встречно, а значит приращение потенциала будет отрицательным. И после него, вуаля! Мы получим некий отрицательный потенциал относительно земли.

Все здорово, но что будет с нашим конденсатором С1 который сейчас, активно заряжаясь, косит под резистор? Он зарядится отрицательным напряжением, сколько успеет. Потом его сопротивление вырастет, он сам станет источником напряжения (отрицательного), а кондер С2 иссякнет. Конденсатор С1 не сможет разрядиться потому, что на его пути будут стоять аж два диода встречно его разрядному току.

И на какое то время, пока генератор находится в нуле, процесс остановится.

▌Стадия 1 (снова)
Но вот генератор снова переходит в высокое состояние. B все повторяется как в стадии 1 только С1 заряжен отрицательно. Но это не играет роли, так как току из источника туда мешает идти диод D2, а вот через D1 все прекрасно проходит и конденсатор С2 снова начинает заряжаться, как и в первом состоянии.

Точно также зарядится конденсатор С2 и все повториться, за исключением того, что С1 уже заряжен отрицательно. Часть этого заряда подсядет из-за саморазряда конденсатора С1, часть утечет в схему ради которой мы генерируем отрицательное напряжение. Поэтому оно снизится. Но не беда, когда источник кинется в ноль, то С2 надо будет снова разрядиться и он сделает это через С1, еще сильней просадив напряжение.

▌Моделирование
На пальцах рассказал, теперь можно показать в динамике. Давайте смоделируем эту схему в эмуляторе EasyEDA. Там кроме схемотехнического редактора и трассировщика есть еще SPICE симулятор.

SPICE это достаточно древняя (75 год) и уже давно ставшая промышленным стандартом система моделирования электронных схем. На входе у ней нетлист — текстовый список соединений компонентов и описание самих компонентов в виде списка параметров примерно вот такого вида:

.MODEL MPS3866 NPN (IS=40.6F NF=1 BF=130 VAF=98.6 IKF=0.24 ISE=40.3P NE=2 BR=4 NR=1 VAR=14 IKR=0.36 RE=0.129 RB=0.515 RC=51.5M XTB=1.5 CJE=48.4P VJE=1.1 MJE=0.5 CJC=15.6P VJC=0.3 MJC=0.3 TF=318P TR=221N)

В результате по этим данным и нетлисту строится математическая модель из систем уравнений. А на выходе будут графики, значения напряжений которые мы запросим как выходные данные.

За счет того, что сами модели это простые текстовые описания, а сама система опенсорсная с рождения, то она встречается повсеместно.

Чтобы получить колебания нам нужен генератор. Возьмем источник питания и затянем его на лист схемы. Если его выделить, чтобы он стал красным, то справа будут его параметры:

Меняем функцию на PULSE и задаем следующие параметры:

Тем самым мы создадим генератор с частотой 1кГц и скважностью порядка 50%, с амплитудой 5 вольт. Как если бы мы дрыгали ногой контроллера. Осталось добавить землю и наши диоды с конденсаторами.

Выбирая конденсатор можно сразу же там выбрать тип. К сожалению типов пока маловато. Но можно создавать свои библиотеки. Клавиша R вращает компонент. А надписи у компонентов можно утащить куда подальше, чтобы не мешались. Особенно у источника, там такая портянка образовалась, жуть.

Линии связи рисуем инструментом Wire c панели Wiring Tool и только им:

И не забываем землю. Должно получиться что то вот такое:

Теперь добавим пробники для выхода SPICE модели. Это в той же панели Wiring Tools такая закорючка. Воткнем их на выход генератора и туда где у нас формируется отрицательное напряжение:

Сохраним схему и запустим нашу симуляцию. Раньше кнопка симуляции была прям наверху. Но видать по ней было очень много вопросов и ее спрятали подальше от пытливого взора пионеров 🙂 Но я нашел 🙂 Есть еще хоткей Ctrl + R.

Будет такое вот окно:

Жмем Run и получаем в соседней вкладке график:

▌Практика
С теорией закончили. А теперь практическая реализация этой штуки. Данный узел с недавних пор появился на Pinboard II третьей ревизии. Которая вышла в декабре. Что то я как то завертелся и даже не презентовал обновление. Ну так вот.

Одной из проблем платы было то, что стоящий из коробки дисплей имеет 5 вольтовое питание, а сама плата на ряде контроллеров работает на 3.3 вольта. Конечно гибкая схема питания платы позволяет запитать дисплей от 5 вольт, контроллер от 3.3 вольт, а контроллеры имеют 5В толерантные входы.. И как бы проблемы нет. Но ведь демоплата это только отправная точка, потом будет устройство и там придется городить сложное двух уровневое питание. Тогда как известно, что контроллер HD44780 умеет прекрасно работать от 3.3 вольт и даже ниже. Чего не скажешь о системе контраста LCD дисплея. Которой надо для полного счастья хотя бы 3,8 вольт от минимума до максимума, чтобы яркость индикации не падала.

Как падает контраст изображения с понижением напряжения питания

Ну, а мы сделаем генератор сами. Можно, например, дрыгать ногой контроллера вручную. А можно взять любой дрыгающийся сигнал с интерфейса самого дисплея. Например на линии E интерфейса HD44780 идет максимальная движуха, т.к. это стробирующий сигнал и без дрыга им ничего не делается. Им и можно попробовать подрыгать конденсатор.

Подключение простое. На плате добавился джампер, позволяющий выбрать откуда брать напряжение контрста. С потенциометра (позитивное) или с генератора минус (негативное), а также появился вывод CPUMP который и надо дергать ножкой контроллера, чтобы на NEG появился отрицательный потенциал.

Вот такая вот маленькая полезняшка.

Спасибо. Вы потрясающие! Всего за месяц мы собрали нужную сумму в 500000 на хоккейную коробку для детского дома Аистенок. Из которых 125000+ было от вас, читателей EasyElectronics. Были даже переводы на 25000+ и просто поток платежей на 251 рубль. Это невероятно круто. Сейчас идет заключение договора и подготовка к строительству!

А я встрял на три года, как минимум, ежемесячной пахоты над статьями :)))))))))))) Спасибо вам за такой мощный пинок.

8 thoughts on “Генератор отрицательного потенциала”

Аааа, Масса Ди спалил пластиковую подставочку под пинборд!
Ну вот тебе теперь не отвертеться — придётся её продавать в магазине. 😉

А это подарок, она у меня уже много лет 🙂

Di halt не знаю как с тобой связаться по другому, очень нужен совет

Если в схеме есть max232 то можно взять отрицательное напряжение с него.

А нагрузку по току какую держит такой генератор?
Кстати, исправьте в тексте частоту с 1кГц на 10кГц(может ввести в заблуждение новичков).

Мизерную. Меньше миллиампера. Вообще можно через заряд высчитать сколько туда будет успевать накидывать.

На 2-й стадии С2 разряжается, а С1 заряжается и в точке выхода растет отрицательный потенциал. Не могу понять, как этот отрицательный потенциал «проходит» через D2, ведь на аноде у него минус относительно катода?.

Источник