samedi 24 mai 2014

faire moins avec plus

Habituellement dans un soucis d'économie j'essaie d'en faire le plus possible avec le moins possible mais dans cette article je fais moins avec plus :-). En fait je montre comment générer un voltage négatif à partir d'un voltage positif.

Schématique

fonctionnement

Ce circuit utilise 2 périphériques du PIC10F322 soit le PWM1 (Pulse Widh Modulation) et le CWG (Complementary Wave Generator). Le PWM1 est configuré pour générer une onde carré à une fréquence de 62Khz et celle-ci alimente le CWG. La Sortie A du CWG est sur RA0 et la sortie B sur RA1. Le voltage à ces 2 sorties est le suivant:

Le tracé jaune est la sortie RA0 et le bleu la sortie RA1.

Donc lorsque RA0 est à 5 volts le condensateur C4 se charge à travers la diode D3. Lorsque RA0 tombe à zéro volt et que RA1 monte à 5 volts on obtient que le côté positif de C4 se retrouve à zéro volt. Puisque C4 est chargé son électrode négative se retrouve à -5 volts par rapport à Vss. La diode D2 entre en conduction et C4 se décharge dans C3. Mais puisque l'électrode positive de C3 est à +5 volts. La différence de tension entre ses 2 électrodes approche 10 volts. Donc lorsque RA0 va remonter à +5 volts et que RA1 va descendre à 0 volt. L’électrode négative de C3 sera à près de -10 volt par rapport à Vss. La diode D1 va alors entrer en conduction et C3 va libérer sa charge dans C1 et C2. Résultat on obtient un voltage négatif au point de test TP3.

Cependant le courant de la charge est limité par le courant de sortie des broches du MCU. En pratique j'obtiens pour un courant de charge de 6ma un voltage de -5,5 volts à TP3 avec une tension résiduelle à la fréquence du PWM de 15mV. Mais c'est suffisant pour alimenter un convertisseur de niveau RS-232.


Signal résiduel du CWG au point TP3 pour une de charge 6ma

Les diodes sont de type Schottkey plutôt qu'à jonction silicium, c'est plus efficace pour ce montage. Il y a moins de perte de voltage dans les diodes.

Si on a besoin d'une tension mieux filtrée et régularisé on peut utilisé un petit LDO à la sortie.

Il existe des composants disponible sur le marché pour effectuer spécifiquement ce type d'inversion de tension. Par exemple le TC7660 de Microchip.

Code source

Le code source comprend 2 fichiers, pic10f322_m.inc qui contient des macros et plus2minus.asm qui contient le programme principal.

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