開(kāi)關(guān)電容器電壓轉(zhuǎn)換器使用電容器執(zhí)行能量傳輸和電壓轉(zhuǎn)換。開(kāi)關(guān)電容電壓變換器主要有兩種，第一種是電壓逆變電路，第二種是倍壓電路。這些類(lèi)型的電路通常稱(chēng)為電荷泵電路。

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將使用德州儀器 LMC7660S IC 設(shè)計(jì)一個(gè)開(kāi)關(guān)電容電壓逆變器，并在無(wú)焊面包板上構(gòu)建電路以演示其工作原理。該電路非常簡(jiǎn)單，因?yàn)樗恍枰獌蓚€(gè)外部電容器即可正常工作。

開(kāi)關(guān)電容電壓逆變器如何工作？

下面是 7600S IC 的功能框圖，取自其數(shù)據(jù)表。

該 IC 包含四個(gè)大開(kāi)關(guān)（主要是MOSFET）。在輸入開(kāi)關(guān)波的前半部分，開(kāi)關(guān) S1 和 S3 閉合，因此它將泵電容器 Cp 充電至電源電壓 V+。在開(kāi)關(guān)波的后半段，開(kāi)關(guān) S2 和 S4 閉合，而 S1 和 S3 斷開(kāi)。當(dāng) S2 將泵電容器接地時(shí)，輸出電容器 Cr 產(chǎn)生 -V+/2 的電壓。經(jīng)過(guò)幾個(gè)開(kāi)關(guān)周期后，輸出電容上的電壓將完全等于 -V+。此時(shí)，輸出電壓為輸入電壓的負(fù)值，輸入電流約等于輸出電流。

特征：

這是 LMC7660 IC 的功能列表

+10V 邏輯電源到 -10V 電源的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換

簡(jiǎn)單的電壓乘法 （VOUT = （-） nVIN）

易于使用 - 僅需要 2 個(gè)外部非關(guān)鍵無(wú)源組件

典型開(kāi)路電壓轉(zhuǎn)換效率 99%

典型功率效率 98%

1.5V 至 10.0V 的寬工作電壓范圍

全溫度范圍內(nèi)無(wú)外部二極管。和電壓范圍

所需組件

原理圖，示意圖

下面是從數(shù)據(jù)表中獲取的開(kāi)關(guān)電容電壓轉(zhuǎn)換器的示意圖。

開(kāi)關(guān)電容穩(wěn)壓IC LMC7660S的應(yīng)用

這是一款非常小巧、高效且有用的 IC，可用于各種應(yīng)用

假設(shè)您需要在微控制器的幫助下測(cè)量真有效值電壓。為此，您需要一個(gè)運(yùn)算放大器來(lái)放大輸入交流信號(hào)，并需要一個(gè)雙極性電源來(lái)為運(yùn)算放大器供電。在這種情況下，LMC7660 IC非常有用。通過(guò)將此 IC 和兩個(gè)便宜的電容器放入您的電路中，您可以輕松生成輸入電壓的負(fù)值。

在您需要放大來(lái)自電容式麥克風(fēng)的信號(hào)的另一種情況下，它還需要雙極性電源來(lái)正確放大信號(hào)。在這種情況下，7660 IC 可以派上用場(chǎng)。

要供電，需要推挽式放大器雙極性電源。

動(dòng)態(tài) RAM 的板載負(fù)電源。

該 IC 還用于電信行業(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(gè)電路中非常關(guān)鍵的部分，因?yàn)樗糜跍y(cè)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

本 IC 的最大輸入電壓為 10V，輸入電壓高于 10V 肯定會(huì)損壞本 IC。

IC 的 Pin-6 為 LV（Low Voltage）管腳，如果輸入電壓≤3.5V，該管腳應(yīng)接地。否則，該引腳應(yīng)處于浮空狀態(tài)。

電容 CP 應(yīng)放置在非常靠近 IC 的位置，否則 IC 可能會(huì)發(fā)生閂鎖。

為了提高電路的效率，可以使用具有低ESR額定值的電容器。

需要記住的一件事是效率會(huì)隨著負(fù)載電流的增加而降低，例如負(fù)載電流為 40 mA 時(shí)，效率約為 75%。