- Как работает преобразователь напряжения на переключаемых конденсаторах?
- Необходимые компоненты
- Схематическая диаграмма
- Применение ИС импульсного конденсаторного стабилизатора напряжения LMC7660S
- Что можно и чего нельзя делать
Преобразователь напряжения на переключаемых конденсаторах выполняет передачу энергии и преобразование напряжения с помощью конденсаторов. В основном существуют два типа преобразователей напряжения на переключаемых конденсаторах: первый - это схема инвертора напряжения, а второй - схема удвоителя напряжения. Эти типы схем обычно известны как схемы с подкачкой заряда.
В этом проекте мы разработаем инвертор напряжения на переключаемых конденсаторах с использованием микросхемы Texas Instruments LMC7660S, а также построим схему на макетной плате без пайки, чтобы продемонстрировать ее работу. Эта схема очень проста, поскольку для правильной работы требуется только два внешних конденсатора.
Как работает преобразователь напряжения на переключаемых конденсаторах?
Ниже приведена функциональная блок-схема 7600S IC, взятая из ее таблицы данных .
Микросхема содержит четыре больших переключателя (в основном MOSFET). В первой половине входной волны переключения переключатели S1 и S3 замкнуты, поэтому конденсатор накачки Cp заряжается до напряжения питания V +. Во время второй половины волны переключения переключатели S2 и S4 замкнуты, а S1 и S3 разомкнуты. Когда S2 соединяет конденсатор накачки с землей, выходной конденсатор Cr вырабатывает напряжение, равное -V + / 2. После нескольких циклов переключения напряжение на выходном конденсаторе будет точно равно -V +. В этот момент выходное напряжение является отрицательной величиной входного напряжения, а входной ток примерно равен выходному току.
Особенности:
Вот список функций микросхемы LMC7660.
- Простое преобразование логического источника +10 В в источники питания -10 В
- Простое умножение напряжения (VOUT = (-) nVIN)
- Простота использования - требуется всего 2 внешних некритичных пассивных компонента
- Типичный КПД преобразования напряжения холостого хода 99%
- Типичный КПД 98%
- Широкий диапазон рабочего напряжения от 1,5 В до 10,0 В
- Нет внешнего диода при полной температуре. и диапазон напряжения
Необходимые компоненты
| Sl.No | Запчасти | Тип | Количество |
| 1 | LMC7660 | IC | 1 |
| 2 | 10 мкФ | Конденсатор | 1 |
| 3 | 10 тыс. | Резистор | 1 |
| 4 | Блок питания | Постоянный ток (0-10) В | 1 |
| 5 | Проволока одного калибра | Универсальный | 6 |
| 6 | Макетная плата | Универсальный | 1 |
Схематическая диаграмма
Ниже представлена схема преобразователя напряжения на коммутируемых конденсаторах, взятая из таблицы данных.
Применение ИС импульсного конденсаторного стабилизатора напряжения LMC7660S
Это очень маленькая, эффективная и полезная ИС, которую можно использовать в различных приложениях.
- Предположим, вам необходимо измерить истинное среднеквадратичное значение напряжения с помощью микроконтроллера. Для этого вам понадобится операционный усилитель для усиления входного сигнала переменного тока и источник питания с двойной полярностью для питания операционного усилителя. В этом случае может оказаться очень полезной микросхема LMC7660. Поместив эту ИС и два недорогих конденсатора в вашу схему, вы можете легко сгенерировать отрицательное входное напряжение.
- В другом сценарии, когда вам нужно усилить сигнал от емкостного микрофона, также требуется источник питания двойной полярности для правильного усиления сигнала. В этой ситуации микросхема 7660 может оказаться очень кстати.
- Для питания требуется двухполюсный двухполюсный усилитель.
- Бортовой отрицательный источник питания для динамических RAM.
- Эта ИС также используется в телекоммуникационной отрасли, где она используется для питания операционного усилителя OP07 и аналогового мультиплексора CD4051, который является очень важной частью всей схемы, поскольку он используется для измерения напряжения батареи, входного напряжения переменного тока, и ввод переменного тока.
Что можно и чего нельзя делать
- Максимальное входное напряжение этой ИС составляет 10 В, входное напряжение выше 10 В обязательно повредит эту ИС.
- Вывод 6 микросхемы является выводом LV (низкое напряжение), если входное напряжение ≤3,5 В, этот вывод должен быть заземлен. В противном случае этот штифт должен быть в плавающем состоянии.
- Конденсатор CP должен быть размещен очень близко к IC, иначе IC может защелкнуться.
- Для повышения эффективности схемы можно использовать конденсатор с низким значением ESR.
- Следует иметь в виду, что эффективность снижается с увеличением тока нагрузки, например, при токе нагрузки 40 мА КПД составляет около 75%.
Надеюсь, вам понравилась эта статья и вы узнали из нее что-то новое. Если у вас есть сомнения, вы можете задать вопрос в комментариях ниже или воспользоваться нашим форумом для подробного обсуждения.