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

Материал подготовил А. Кищин (UA9XJK).