In elektronicatoepassingen hebben we soms een negatieve spanning nodig. Het verkrijgen van een negatieve voedingsbron is echter geen betrouwbare optie wanneer deze nodig is voor toepassingen met een lage stroomsterkte. Voor veel elektronische schakelingen die een laag vermogen nodig hebben, kunnen we niet gaan voor een negatieve spanningsbron. Voor de toepassingen van referentie of laag vermogen kan men terecht voor schakelingen die een negatieve spanning kunnen genereren uit een positieve spanningsvoorziening.
Hiervoor zijn er veel circuits. Hier hebben we een eenvoudig circuit voor negatieve spanningsgeneratoren ontworpen. Dit circuit is ontwikkeld op basis van het 555IC-timercircuit.
Componenten
+5 tot +9 voedingsspanning
555 IC
1KΩ, 10KΩ weerstanden
104 (100 nF), 223 (22 nF), 22 µF condensatoren (2 stuks)
IN4148 diodes (2 stuks)
Sondes testen.
Schakelschema en werkuitleg
De bovenstaande afbeelding toont het circuitdiagram van de negatieve spanningsgenerator. De 555IC timer fungeert hier als een ASTABLE vibrator. De condensator kan hier worden gewijzigd, maar de selectie moet worden nagestreefd voor maximale negatieve spanning. Als de geselecteerde capaciteit niet goed past, kunnen we geen maximale negatieve spanning aan de uitgang krijgen.
Zoals eerder gezegd fungeert de 555 Timer IC hier als blokgolfgenerator en genereert hij blokgolf. Het vierkant heeft een positieve piek en +0 grond en vormt een complete cyclus.
Wanneer er nu een positieve spanningspiek aan de uitgang is, zal er een stroom vloeien (REDLINE) zoals weergegeven in onderstaande afbeelding. Gedurende deze tijd zal de diode D1 voorwaarts voorgespannen zijn en de diode D2 in tegengestelde richting.
Hierdoor wordt de condensator C1 opgeladen zoals weergegeven in de afbeelding en verschijnt er een spanning VCC overheen.
Als de aarde nu verschijnt na een positieve piek, zal er een stroom zijn (RODE LIJN) zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Gedurende deze tijd is diode D1 in tegengestelde richting en diode D2 in voorwaartse richting. Met D2 voorwaarts voorgespannen, zal de lading die is opgeslagen in condensator C1 een manier hebben om te stromen. Dus de condensator C1 ontlaadt via D2, onderweg laadt hij de condensator C2 op. Dit is weergegeven in figuur.
Dus tijdens een 0V-signaal zal er een spanning verschijnen over de C2-condensator.
De spanning die over C2 verschijnt, heeft een negatief teken waar het naar aarde verwijst. Dit opladen en ontladen wordt continu bij elke cyclus en er zal een stabiele negatieve spanning over de uitgang zijn ten opzichte van aarde.