スイッチトキャパシタ電圧コンバータは、コンデンサを使用してエネルギー伝達と電圧変換を実行します。スイッチトキャパシタ電圧変換器には主に2種類あり、1つは電圧インバータ回路、もう1つは電圧ダブラ回路です。これらのタイプの回路は、一般にチャージポンプ回路として知られています。
このプロジェクトでは、Texas Instruments LMC7660S ICを使用してスイッチトキャパシタ電圧インバーターを設計し、その動作を実証するために無はんだブレッドボード上に回路を構築します。この回路は、正しく機能するために2つの外部コンデンサしか必要としないため、非常に単純です。
スイッチトキャパシタ電圧インバータはどのように機能しますか？
以下は、データシートから抜粋した7600SICの機能ブロック図です。
このICには、4つの大きなスイッチ（主にMOSFET）が含まれています。入力スイッチング波の前半では、スイッチS1とS3が閉じているため、ポンプコンデンサCpを充電して電圧V +を供給します。スイッチング波の後半では、スイッチS2とS4が閉じ、S1とS3が開きます。S2がポンプコンデンサをグランドに接続すると、出力コンデンサCrは-V + / 2の電圧を発生します。数回のスイッチングサイクルの後、出力コンデンサの電圧は-V +に正確に等しくなります。この時点で、出力電圧は入力電圧の負になり、入力電流は出力電流にほぼ等しくなります。
特徴：
これがLMC7660ICの機能リストです
- + 10Vロジック電源から-10V電源への簡単な変換
- 単純な電圧乗算（VOUT =（-）nVIN）
- 使いやすさ-2つの外部の非重要な受動部品のみが必要
- 典型的な開回路電圧変換効率99％
- 典型的な電力効率98％
- 広い動作電圧範囲1.5V〜10.0V
- 全温度で外部ダイオードはありません。および電圧範囲
必要なコンポーネント
| Sl.No | 部品 | タイプ | 量 |
| 1 | LMC7660 | IC | 1 |
| 2 | 10uF | コンデンサ | 1 |
| 3 | 10K | 抵抗器 | 1 |
| 4 | 電源ユニット | DC（0〜10）V | 1 |
| 5 | シングルゲージワイヤ | ジェネリック | 6 |
| 6 | ブレッドボード | ジェネリック | 1 |
回路図
以下は、データシートから抜粋したスイッチトキャパシタ電圧コンバータの回路図です。
スイッチトキャパシタ電圧レギュレータICLMC7660Sのアプリケーション
これは非常に小さく、効率的で便利なICであり、さまざまなアプリケーションで使用できます。
- マイクロコントローラーを使用して真のRMS電圧を測定する必要があるとします。そのためには、入力AC信号を増幅するためのオペアンプと、オペアンプに電力を供給するための双極性電源が必要です。このシナリオでは、LMC7660ICが非常に役立ちます。このICと2つの安価なコンデンサを回路に配置することにより、入力電圧の負を簡単に生成できます。
- 容量性マイクロフォンからの信号を増幅する必要がある別のシナリオでは、信号を適切に増幅するために双極性電源も必要です。この状況では、7660ICが非常に便利です。
- 電源を入れるには、プッシュプルアンプの双極性電源が必要です。
- ダイナミックRAMのオンボードネガティブサプライ。
- このICは、OP07オペアンプとアナログマルチプレクサ CD4051に電力を供給するために使用されるテレコム業界でも使用されます。これは、バッテリ電圧、入力AC電圧、を測定するために使用されるため、回路全体の非常に重要な部分です。そしてI NPUT AC電流。
規則ルール
- このICの最大入力電圧は10Vですが、10Vを超える入力電圧は確実にこのICを損傷します。
- ICのピン6はLV（低電圧）ピンです。入力電圧が3.5V以下の場合、このピンは接地する必要があります。それ以外の場合、このピンはフローティング状態である必要があります。
- コンデンサCPはICの非常に近くに配置する必要があります。そうしないと、ICがラッチアップする可能性があります。
- 回路の効率を上げるために、ESR定格の低いコンデンサを使用できます。
- 覚えておくべきことの1つは、負荷電流が増加すると効率が低下することです。たとえば、負荷電流が40 mAの場合、効率は約75％です。
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