스위치드 커패시터 전압 변환기는 커패시터를 사용하여 에너지 전송 및 전압 변환을 수행합니다. 주로 두 가지 유형의 스위칭 커패시터 전압 변환기가 있는데, 첫 번째는 전압 인버터 회로이고 두 번째는 전압 배가 회로입니다. 이러한 유형의 회로는 일반적으로 차지 펌프 회로 로 알려져 있습니다.
이 프로젝트에서는 Texas Instruments LMC7660S IC를 사용하여 스위치드 커패시터 전압 인버터 를 설계하고 그 작동을 시연하기 위해 무 납땜 브레드 보드에 회로를 구축합니다. 이 회로는 2 개의 외부 커패시터 만 있으면 제대로 작동하므로 매우 간단합니다.
스위치드 커패시터 전압 인버터는 어떻게 작동합니까?
아래는 데이터 시트에서 가져온 7600S IC의 기능 블록 다이어그램입니다 .
IC에는 4 개의 대형 스위치 (주로 MOSFET)가 있습니다. 입력 스위칭 파의 전반부에서 스위치 S1과 S3이 닫히므로 펌프 커패시터 Cp를 충전하여 전압 V +를 공급합니다. 스위칭 웨이브의 후반에는 스위치 S2와 S4가 닫히고 S1과 S3이 열립니다. S2가 펌프 커패시터를 접지에 연결하면 출력 커패시터 Cr이 -V + / 2의 전압을 발생시킵니다. 몇 번의 스위칭 사이클 후에 출력 커패시터의 전압은 정확히 -V +와 같습니다. 이 시점에서 출력 전압은 입력 전압의 음수이고 입력 전류는 출력 전류와 거의 같습니다.
풍모:
다음은 LMC7660 IC의 기능 목록입니다.
- + 10V 로직 전원을 -10V 전원으로 간단히 변환
- 단순 전압 곱셈 (VOUT = (-) nVIN)
- 간편한 사용-2 개의 외부 중요하지 않은 수동 부품 만 필요
- 일반적인 개방 회로 전압 변환 효율 99 %
- 일반적인 전력 효율 98 %
- 1.5V ~ 10.0V의 넓은 작동 전압 범위
- 전체 온도에서 외부 다이오드 없음. 및 전압 범위
필요한 구성 요소
| Sl. 아니요 | 부속 | 유형 | 수량 |
| 1 | LMC7660 | IC | 1 |
| 2 | 10uF | 콘덴서 | 1 |
| 삼 | 10,000 | 저항기 | 1 |
| 4 | 전원 공급 장치 | DC (0-10) V | 1 |
| 5 | 단일 게이지 와이어 | 일반적인 | 6 |
| 6 | 브레드 보드 | 일반적인 | 1 |
개략도
아래는 데이터 시트 에서 가져온 스위치드 커패시터 전압 컨버터의 회로도입니다.
스위치드 커패시터 전압 레귤레이터 IC LMC7660S의 응용
다양한 애플리케이션에서 사용할 수있는 매우 작고 효율적이며 유용한 IC입니다.
- 마이크로 컨트롤러의 도움으로 True RMS 전압 을 측정해야한다고 가정 해 보겠습니다. 이를 위해서는 입력 AC 신호 를 증폭 하는 Op-Amp 와 Op-Amp에 전원을 공급하기위한 이중 극성 공급이 필요합니다. 이 시나리오에서 LMC7660 IC 는 매우 유용 할 수 있습니다. 이 IC와 두 개의 저렴한 커패시터를 회로에 넣으면 입력 전압의 네거티브를 쉽게 생성 할 수 있습니다.
- 용량 성 마이크 의 신호를 증폭해야하는 또 다른 시나리오에서는 신호를 제대로 증폭하기 위해 이중 극성 공급 장치도 필요합니다. 이 상황에서 7660 IC는 매우 유용 할 수 있습니다.
- 전원을 공급하려면 Push-Pull 증폭기 이중 극성 공급이 필요합니다.
- 동적 RAM을위한 온보드 네거티브 공급.
- 이 IC는 그것이 전력에 사용되는 통신 산업에서 사용되는 OP07 연산 증폭기 및 아날로그 멀티플렉서 CD4051, 측정하기 위해 사용되는 회로 전체의 매우 중요한 부분이다 배터리 전압, 입력 AC 전압을, 및 I nput AC 전류.
해야 할 일과하지 말아야 할 일
- 이 IC의 최대 입력 전압은 10V이며 10V보다 높은 입력 전압은이 IC를 확실히 손상시킬 것입니다.
- IC의 핀 -6은 입력 전압이 3.5V 이하인 경우 LV (저전압) 핀이며이 핀은 접지되어야합니다. 그렇지 않으면이 핀은 부동 상태 여야합니다.
- 커패시터 CP는 IC에 매우 가깝게 배치해야합니다. 그렇지 않으면 IC가 래치 업 될 수 있습니다.
- 회로의 효율을 높이기 위해 낮은 ESR 등급의 커패시터를 사용할 수 있습니다.
- 명심해야 할 한 가지는 부하 전류가 증가하면 효율이 감소한다는 것입니다. 예를 들어 부하 전류가 40mA 일 때 효율은 약 75 %입니다.
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