设计一个开关电容电压逆变器

开关电容电压转换器使用电容器进行能量传递和电压转换。开关电容电压变换器主要有两种，一是电压逆变电路，二是倍压电路。这些类型的电路通常被称为电荷泵电路。

在本课题中，我们将使用德州仪器LMC7660S集成电路设计一个开关电容电压逆变器，并在无焊面包板上构建电路来演示其工作原理。这个电路很简单，因为它只需要两个外部电容器就能正常工作。

开关电容电压逆变器是如何工作的?

下面是7600S IC的功能框图，摘自其数据表。

集成电路包含四个大开关(主要是mosfet)。在输入开关波的前半部分，开关S1和S3闭合，因此它给泵电容器Cp充电以提供电压V+。在开关波的后半段，开关S2和S4关闭，S1和S3打开。当S2将泵电容器连接到地时，输出电容器Cr产生-V+/2的电压。经过几个开关周期后，输出电容的电压将恰好等于-V+。此时，输出电压为输入电压的负值，输入电流近似等于输出电流。

特点:

以下是LMC7660 IC的功能列表

•+10V逻辑电源到-10V电源的简单转换

•简单电压倍增(VOUT = (-) nVIN)

•易于使用-只需要2个外部非关键无源组件

•典型开路电压转换效率99%

•典型功率效率98%

•宽工作电压范围1.5V至10.0V

•在整个温度和电压范围内没有外部二极管

组件的要求

原理图

下面是从数据表中获取的开关电容电压转换器的原理图。

开关电容稳压IC lmc76600s的应用

这是一个非常小，高效和有用的集成电路，可用于各种应用

•假设，您需要在微控制器的帮助下测量真有效值电压。为此，您需要一个运算放大器来放大输入的交流信号，并需要一个双极性电源为运算放大器供电。在这种情况下，LMC7660 IC非常有用。通过把这个集成电路和两个便宜的电容器放在你的电路中，你可以很容易地产生负的输入电压。

•在另一种需要放大电容式麦克风信号的情况下，它还需要双极性电源来适当地放大信号。在这种情况下，7660 IC可以派上用场。

•为了供电，需要一个推挽放大器双极性电源。

•机载负电源动态ram。

•该IC也用于电信行业，用于为OP07运算放大器和模拟多路复用器CD4051供电，这是整个电路中非常关键的一部分，因为它用于测量电池电压，输入交流电压和输入交流电流。

该做什么和不该做什么

•这个IC的最大输入电压是10V，高于10V的输入电压肯定会损坏这个IC。

•当输入电压≤3.5V时，IC的Pin-6为LV (Low Voltage)引脚，该引脚应接地。否则，该引脚应该处于浮动状态。

•电容CP应该非常靠近集成电路，否则，集成电路可以锁存。

•为了提高电路的效率，可以使用低ESR额定值的电容器。

•要记住的一点是，效率随着负载电流的增加而降低，例如负载电流为40 mA时，效率约为75%。

本文编译自circuitdigest