Convertor de tensiune condensator comutat

Un convertor de tensiune al condensatorului comutat efectuează transferul de energie și conversia tensiunii folosind condensatori. Există în principal două tipuri de convertoare de tensiune cu condensator comutat, primul este circuitul invertorului de tensiune și al doilea este circuitul de dublare a tensiunii. Aceste tipuri de circuite sunt cunoscute în mod obișnuit sub numele de circuite cu pompă de încărcare.

În acest proiect, vom proiecta un invertor de tensiune cu condensator comutat folosind Texas Instruments LMC7660S IC și, de asemenea, vom construi circuitul pe o placă fără sudură pentru a demonstra funcționarea sa. Acest circuit este foarte simplu, deoarece necesită doar doi condensatori externi pentru a funcționa corect.

Cum funcționează invertorul de tensiune al condensatorului comutat?

Mai jos este diagrama bloc funcțională a 7600S IC, preluată din foaia sa tehnică .

IC conține patru comutatoare mari (în principal MOSFET-uri). În prima jumătate a undei de comutare de intrare, comutatoarele S1 și S3 sunt închise, deci încarcă condensatorul pompei Cp pentru a furniza tensiunea V +. În a doua jumătate a undei de comutare, întrerupătoarele S2 și S4 sunt închise, iar S1 și S3 sunt deschise. Deoarece S2 conectează condensatorul pompei la masă, condensatorul de ieșire Cr dezvoltă o tensiune care este -V + / 2. După câteva cicluri de comutare, tensiunea la condensatorul de ieșire va fi exact egală cu -V +. În acest moment, tensiunea de ieșire este negativa tensiunii de intrare, iar curentul de intrare este aproximativ egal cu curentul de ieșire.

Caracteristici:

Iată lista de caracteristici a LMC7660 IC

Conversie simplă a alimentării logice + 10V la consumabile -10V
Multiplicarea tensiunii simple (VOUT = (-) nVIN)
Ușor de utilizat - necesită doar 2 componente pasive externe non-critice
Eficiență tipică de conversie a tensiunii în circuit deschis tip 99%
Eficiență tipică a energiei 98%
Gama largă de tensiune de funcționare de la 1,5V la 10,0V
Fără diodă externă la temperatură maximă. și gama de tensiune

Componente necesare

Sl. Nu	Părți	Tip	Cantitate
1	LMC7660	IC	1
2	10uF	Condensator	1
3	10K	Rezistor	1
4	Unitate de alimentare	DC (0-10) V	1
5	Sârmă cu ecartament unic	Generic	6
6	Breadboard	Generic	1

Diagramă schematică

Mai jos este schema pentru convertorul de tensiune condensator-comutat preluat din foaia tehnică.

Aplicații ale regulatorului de tensiune al condensatorului comutat IC LMC7660S

Acesta este un IC foarte mic, eficient și util care poate fi utilizat în diverse aplicații

Să presupunem că trebuie să măsurați tensiunea True RMS cu ajutorul unui microcontroler. Pentru aceasta, aveți nevoie de un Op-Amp pentru a amplifica semnalul de intrare AC și o alimentare cu polaritate dublă pentru a alimenta Op-Amp. În acest scenariu, IC LMC7660 poate fi foarte util. Punând acest circuit și două condensatoare ieftine în circuitul dvs., puteți genera cu ușurință negativul tensiunii de intrare.
Într-un alt scenariu în care trebuie să amplificați un semnal de la un microfon capacitiv, acesta necesită, de asemenea, o sursă de polaritate dublă pentru a amplifica semnalul în mod corespunzător. În această situație, 7660 IC poate fi foarte util.
Pentru alimentare, este necesar un amplificator Push-Pull cu polaritate dublă.
Alimentare negativă la bord pentru RAM-uri dinamice.
Acest CI este, de asemenea, utilizat în industria de telecomunicații, unde este utilizat pentru alimentarea unui OP-Op-Amp și a unui analog multiplexor CD4051, care este o parte foarte importantă a întregului circuit, deoarece este utilizat pentru a măsura tensiunea bateriei, tensiunea de intrare AC, și am introdus curent alternativ.

Ce să faci și ce să nu faci

Tensiunea maximă de intrare a acestui IC este de 10V, o tensiune de intrare mai mare de 10V va deteriora cu siguranță acest IC.
Pin-6 al IC este pinul LV (Low Voltage) dacă tensiunea de intrare este ≤3,5V, acest pin ar trebui să fie împământat. În caz contrar, acest pin ar trebui să fie într-o stare flotantă.
Condensatorul CP ar trebui să fie amplasat foarte aproape de CI, altfel, IC-ul se poate bloca.
Pentru a crește eficiența circuitului, poate fi utilizat un condensator cu valori ESR reduse.
Un lucru de reținut este că eficiența scade odată cu creșterea curentului de sarcină, de exemplu cu un curent de sarcină de 40 mA, eficiența este de aproximativ 75%.

Sper că ți-a plăcut acest articol și ai învățat ceva nou din el. Dacă aveți vreo îndoială, puteți întreba în comentariile de mai jos sau puteți folosi forumurile noastre pentru discuții detaliate.