Spannungswandler mit geschaltetem Kondensator

Ein geschalteter Kondensatorspannungswandler führt eine Energieübertragung und Spannungsumwandlung unter Verwendung von Kondensatoren durch. Es gibt hauptsächlich zwei Arten von Spannungswandlern mit geschalteten Kondensatoren: die erste ist die Spannungsinverterschaltung und die zweite ist die Spannungsverdopplerschaltung. Diese Arten von Schaltkreisen sind allgemein als Ladungspumpenschaltungen bekannt.

In diesem Projekt werden wir einen Spannungswechselrichter mit geschaltetem Kondensator unter Verwendung des LMC7660S IC von Texas Instruments entwerfen und die Schaltung auf einem lötfreien Steckbrett aufbauen, um seine Funktionsweise zu demonstrieren. Diese Schaltung ist sehr einfach, da nur zwei externe Kondensatoren erforderlich sind, um ordnungsgemäß zu funktionieren.

Wie funktioniert der Spannungswechselrichter mit geschaltetem Kondensator?

Unten sehen Sie das Funktionsblockdiagramm des 7600S-IC aus seinem Datenblatt .

Der IC enthält vier große Schalter (hauptsächlich MOSFETs). In der ersten Hälfte der Eingangsschaltwelle sind die Schalter S1 und S3 geschlossen, so dass der Pumpenkondensator Cp aufgeladen wird, um die Spannung V + zu liefern. Während der zweiten Hälfte der Schaltwelle werden die Schalter S2 und S4 geschlossen und S1 und S3 geöffnet. Wenn S2 den Pumpenkondensator mit Masse verbindet, entwickelt der Ausgangskondensator Cr eine Spannung, die -V + / 2 beträgt. Nach einigen Schaltzyklen ist die Spannung am Ausgangskondensator genau gleich -V +. Zu diesem Zeitpunkt ist die Ausgangsspannung das Negative der Eingangsspannung und der Eingangsstrom ist ungefähr gleich dem Ausgangsstrom.

Eigenschaften:

Hier ist die Funktionsliste des LMC7660 IC

• Einfache Konvertierung der + 10V-Logikversorgung in -10V-Versorgung
• Einfache Spannungsvervielfachung (VOUT = (-) nVIN)
• Einfach zu bedienen - Benötigt nur 2 externe unkritische passive Komponenten
• Typischer Wirkungsgrad der Leerlaufspannungsumwandlung 99%
• Typische Energieeffizienz 98%
• Breiter Betriebsspannungsbereich 1,5 V bis 10,0 V.
• Keine externe Diode über volle Temperatur. und Spannungsbereich

Erforderliche Komponenten

Sl. Nein	Teile	Art	Menge
1	LMC7660	IC	1
2	10uF	Kondensator	1
3	10K	Widerstand	1
4	Netzteil	DC (0 - 10) V.	1
5	Einspuriger Draht	Generisch	6
6	Steckbrett	Generisch	1

Schematische Darstellung

Unten finden Sie das Schema für den Spannungswandler mit geschaltetem Kondensator aus dem Datenblatt.

Anwendungen des Spannungsreglers IC LMC7660S mit geschaltetem Kondensator

Dies ist ein sehr kleiner, effizienter und nützlicher IC, der in verschiedenen Anwendungen verwendet werden kann

• Angenommen, Sie müssen die wahre Effektivspannung mit Hilfe eines Mikrocontrollers messen. Dazu benötigen Sie einen Operationsverstärker zur Verstärkung des AC- Eingangssignals und eine Dual-Polarity-Versorgung zur Stromversorgung des Operationsverstärkers. In diesem Szenario kann der LMC7660 IC sehr nützlich sein. Indem Sie diesen IC und zwei kostengünstige Kondensatoren in Ihre Schaltung einbauen, können Sie leicht das Negativ der Eingangsspannung erzeugen.
• In einem anderen Szenario, in dem Sie ein Signal von einem kapazitiven Mikrofon verstärken müssen, ist außerdem eine Versorgung mit doppelter Polarität erforderlich, um das Signal ordnungsgemäß zu verstärken. In dieser Situation kann der 7660 IC sehr praktisch sein.
• Für die Stromversorgung ist eine Push-Pull-Verstärkerversorgung mit doppelter Polarität erforderlich.
• On-Board-Negativversorgung für dynamische RAMs.
• Dieser IC wird auch in der Telekommunikationsindustrie verwendet, wo er zur Versorgung eines Operationsverstärkers OP07 und eines analogen Multiplexers CD4051 verwendet wird. Dies ist ein sehr wichtiger Teil der gesamten Schaltung, da er zur Messung der Batteriespannung, der Eingangswechselspannung usw. verwendet wird. und ich gebe Wechselstrom ein.

Verhaltensregeln

• Die maximale Eingangsspannung dieses IC beträgt 10 V, eine Eingangsspannung von mehr als 10 V beschädigt diesen IC mit Sicherheit.
• Der Pin-6 des IC ist der LV-Pin (Low Voltage). Wenn die Eingangsspannung ≤ 3,5 V beträgt, sollte dieser Pin geerdet werden. Andernfalls sollte sich dieser Pin in einem schwebenden Zustand befinden.
• Der Kondensator CP sollte sehr nahe am IC platziert werden, da sonst der IC einrasten kann.
• Um den Wirkungsgrad der Schaltung zu erhöhen, kann ein Kondensator mit niedrigen ESR-Werten verwendet werden.
• Zu beachten ist, dass der Wirkungsgrad mit zunehmendem Laststrom abnimmt, beispielsweise bei einem Laststrom von 40 mA ein Wirkungsgrad von ca. 75%.

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