Несмотря на постоянно расширяющийся ассортимент Rail-to-Rail операционных усилителей с однополярным питанием, всегда остается истинным тот факт, что единственным способом сконструировать выходной каскад, реально активный вплоть до нулевого напряжения, будет использование отрицательного источника питания. Эта суровая реальность может стать досадным осложнением в простых приложениях, например, в устройствах с батарейным питанием. В небольшой статье представлено минималистское (и немного хитрое) решение, использующее единственный «устаревший» стабилизатор напряжения, вполне приемлемое в тех случаях, когда симметрии выходных напряжений не требуется, и есть возможность смириться еще с несколькими специфическими ограничениями.
Как показано на Рисунке 1, «хитрость» заключается в использовании регулятора отрицательного напряжения для формирования напряжения положительной шины, взятого с положительной стороны источника питания. Хитрость работает, так как регулятор активно поддерживает запрограммированную разность напряжений (в данном случае 5 В) между выводами «G» и «OUT», в результате чего между выводами «ОБЩИЙ» и «+5 В» формируется стабилизированное положительное напряжение. В качестве бонуса разность между напряжением входного источника питания и стабилизированным выходным напряжением (в нашем примере 5 В – 9 В = –4 В) доступна для использования в качестве отрицательной шины, достаточной для поддержания при нулевом напряжении активных выходных каскадов или для решения каких-либо других вспомогательных задач.
 |
||
| Рисунок 1. | Линейный стабилизатор отрицательного напряжения расщепляет входное напряжение батареи на напряжения положительной и отрицательной шины. |
|
А есть ли какие-нибудь минусы? На самом деле есть. Их три.
- Отрицательное напряжение нестабилизированное. Поэтому любая подключенная к нему нагрузка должна быть способна обеспечить требуемую точность, не взирая на возможные дрейф и пульсации напряжения питания. Благодаря отличным характеристикам подавления пульсаций питания у современных усилителей, обычно это не создает проблем. Но помнить об этом нужно.
- Общее потребление от отрицательной шины не должно превышать тока положительной шины. Если положительная нагрузка хотя бы не равна отрицательной, регулятор работать не будет.
- Если любая из шин закорочена, на другой шине появляется все входное напряжение источника. Если закорочены обе шины, ограничить ток регулятор не сможет.
С учетом перечисленных ограничений, этот «поставленный с ног на голову» регулятор может стать простым решением многих типичных проблем. Я использовал эту схему на протяжении нескольких десятилетий.
Купить LM7905CT на РадиоЛоцман.Цены
