Главная » 2015 » Март » 20 » ICL7660, Преобразователь постоянного напряжения
21:57
ICL7660, Преобразователь постоянного напряжения

При конструировании различной электронной техники зачастую возникает необходимость применения источника питания с несколькими значениями выходного напряжения, в том числе и с отрицательной полярностью. К числу таких устройств относятся популярные преобразователи напряжения на переключающихся конденсаторах, которые вырабатывают несколько напряжений от одного источника.

Пример одного их них – микросхема ICL7660. Основное предназначение ICL7660 это преобразователь полярности из 1,5 — 10 Вольт в 1,5 — 10 но отрицательной полярности.

Структурная схема микросхемы ICL7660

Схема содержит четыре силовых МОП ключа, управляемых логическими элементами и сдвигателем уровня напряжения, работа которых осуществляется на частоте, полученной в результате деления на два частоты задающего RC генератора. Это позволяет формировать управляющие импульсы с требуемыми характеристиками «меандр» и оптимизировать по потреблению работу задающего RC генератора, рабочая частота которого без внешних элементов составляет 10 кГц. Внутренний регулятор напряжения необходим для обеспечения работы микросхемы от источника с пониженным напряжением.


Внутреннее устройство микросхемы:

Принцип работы микросхемы в режиме идеального инвертора. При замыкании ключей S1, S3 и размыкании S2, S4, первая половина цикла заряжает внешний конденсатор С1 от источника до напряжения питания. При замыкании ключей S2, S4 и размыкании S1, S3 во второй половине цикла заряд конденсатора С1 частично передается конденсатору C2, что обеспечивает отрицательное напряжение на выходе микросхемы. Напряжение питания микросхемы в диапазоне от 1.5 до 12В. Диапазон выходных напряжений от – 1.5В до – 12В. Выходной ток зависит от сопротивления в нагрузке. В качестве нагрузки в преобразователе напряжения ICL7660 можно использовать светодиод как индикатор напряжения, который можно применить в бытовой аппаратуре, питающейся напряжением 1.5В. Схема довольно простая. Кроме самой микросхемы, еще три конденсатора. Схема работает как удвоитель напряжения, имеющий на выходе отрицательное напряжение -3В.
Внешний конденсатор С2, установленный на выводе управления частотой генератора служит для изменения времени накопления и распределения заряда. Конденсатор С1 в роли переключающегося источника энергии, конденсатора, С3 – как вольт добавка. Ток в нагрузке составляет всего 2.5мА.

Типовые схемы включения микросхемы ICL7660.

Схема включения микросхемы в режиме инвертора напряжения

Инвертор обеспечивает получение на выходе VOUT напряжения, равного -V+ в диапазоне 1,5В <= V+ <= 10В. В реальных условиях параметры инвертора отличаются от идеальных. Так, в соответствии с рис.4 при V+=8В, выходном токе, равном 50 мА, VOUT =-6В. Снижение выходного напряжения определяется выходным сопротивлением микросхемы Rвых, которое для рассмотренного выше случая составляет 60 Ом.

Выходное сопротивление микросхемы зависит от режима по постоянному току и от реактивного сопротивления конденсатора С1.

Так, для номинала С1=10мкф и частоты f=10кГц XC=3,18 Ом. Для исключения влияния конденсатора С1 на выходное сопротивление необходимо, чтобы ХС<вых.

Для эксплуатации микросхемы в диапазоне 1,5В <= V+ <= 3,5В необходимо вывод LV (6) микросхемы соединить с общим проводом (на рис.9 показано пунктирной линией).

 

Снижение выходного сопротивления

Для снижения выходного сопротивления можно применить параллельное включение микросхем

Выходное сопротивление такой схемы зависит от числа параллельно включенных микросхем n и определяется с помощью выражения.

 

 

Конденсатор С1 является индивидуальным для каждой микросхемы, а конденсатор С2 - общий. Рассмотренное включение микросхем позволяет повысить выходной ток, коэффициент преобразования и коэффициент полезного действия преобразователя.

 

Каскадное включение микросхем

Для повышения выходного напряжения можно применять каскадное включение микросхем

Выходное напряжение такого преобразователя равно -nV+. Учитывая допустимый диапазон 1,5В <= V+ <= 10В число каскадно соединенных микросхем не должно превышать 6.

 

 

 

Удвоители напряжения

Для получения положительного напряжения от источника отрицательного напряжения, а также удвоения напряжения применяется включение микросхемы

На выводах 8 и 3 вырабатывается напряжение VOUT=-V-,а на выводах 8 и 5 VOUT=-2V-. Диод необходим для обеспечения начального этапа работы микросхемы.

 

 

 

 

В ряде случае удобно использовать схему включения

Выходное напряжение такого преобразователя равно 2V+-2VF, где VF - падение напряжения на диоде в прямом направлении (для кремневых диодов VF=0,5-0,7B).

 

 

 

Документация на микросхему ICL7660 и тут

Категория: Электроника | Просмотров: 1901 | Добавил: graftsv | Теги: Преобразователь постоянного напряже, ILC7660
Всего комментариев: 0
avatar