設(shè)計一個開關(guān)電容電壓逆變器

開關(guān)電容電壓轉(zhuǎn)換器使用電容器進(jìn)行能量傳遞和電壓轉(zhuǎn)換。開關(guān)電容電壓變換器主要有兩種，一是電壓逆變電路，二是倍壓電路。這些類型的電路通常被稱為電荷泵電路。

在本課題中，我們將使用德州儀器LMC7660S集成電路設(shè)計一個開關(guān)電容電壓逆變器，并在無焊面包板上構(gòu)建電路來演示其工作原理。這個電路很簡單，因?yàn)樗恍枰獌蓚€外部電容器就能正常工作。

開關(guān)電容電壓逆變器是如何工作的?

下面是7600S IC的功能框圖，摘自其數(shù)據(jù)表。

集成電路包含四個大開關(guān)(主要是mosfet)。在輸入開關(guān)波的前半部分，開關(guān)S1和S3閉合，因此它給泵電容器Cp充電以提供電壓V+。在開關(guān)波的后半段，開關(guān)S2和S4關(guān)閉，S1和S3打開。當(dāng)S2將泵電容器連接到地時，輸出電容器Cr產(chǎn)生-V+/2的電壓。經(jīng)過幾個開關(guān)周期后，輸出電容的電壓將恰好等于-V+。此時，輸出電壓為輸入電壓的負(fù)值，輸入電流近似等于輸出電流。

特點(diǎn):

以下是LMC7660 IC的功能列表

?+10V邏輯電源到-10V電源的簡單轉(zhuǎn)換

?簡單電壓倍增(VOUT = (-) nVIN)

?易于使用-只需要2個外部非關(guān)鍵無源組件

?典型開路電壓轉(zhuǎn)換效率99%

?典型功率效率98%

?寬工作電壓范圍1.5V至10.0V

?在整個溫度和電壓范圍內(nèi)沒有外部二極管

組件的要求

原理圖

下面是從數(shù)據(jù)表中獲取的開關(guān)電容電壓轉(zhuǎn)換器的原理圖。

開關(guān)電容穩(wěn)壓IC lmc76600s的應(yīng)用

這是一個非常小，高效和有用的集成電路，可用于各種應(yīng)用

?假設(shè)，您需要在微控制器的幫助下測量真有效值電壓。為此，您需要一個運(yùn)算放大器來放大輸入的交流信號，并需要一個雙極性電源為運(yùn)算放大器供電。在這種情況下，LMC7660 IC非常有用。通過把這個集成電路和兩個便宜的電容器放在你的電路中，你可以很容易地產(chǎn)生負(fù)的輸入電壓。

?在另一種需要放大電容式麥克風(fēng)信號的情況下，它還需要雙極性電源來適當(dāng)?shù)胤糯笮盘?。在這種情況下，7660 IC可以派上用場。

?為了供電，需要一個推挽放大器雙極性電源。

?機(jī)載負(fù)電源動態(tài)ram。

?該IC也用于電信行業(yè)，用于為OP07運(yùn)算放大器和模擬多路復(fù)用器CD4051供電，這是整個電路中非常關(guān)鍵的一部分，因?yàn)樗糜跍y量電池電壓，輸入交流電壓和輸入交流電流。

該做什么和不該做什么

?這個IC的最大輸入電壓是10V，高于10V的輸入電壓肯定會損壞這個IC。

?當(dāng)輸入電壓≤3.5V時，IC的Pin-6為LV (Low Voltage)引腳，該引腳應(yīng)接地。否則，該引腳應(yīng)該處于浮動狀態(tài)。

?電容CP應(yīng)該非?？拷呻娐?，否則，集成電路可以鎖存。

?為了提高電路的效率，可以使用低ESR額定值的電容器。

?要記住的一點(diǎn)是，效率隨著負(fù)載電流的增加而降低，例如負(fù)載電流為40 mA時，效率約為75%。

本文編譯自circuitdigest