- Como funciona o inversor de tensão com capacitor chaveado?
- Componentes necessários
- Diagrama esquemático
- Aplicações do regulador de tensão com capacitor chaveado IC LMC7660S
- O que fazer e o que não fazer
Um conversor de tensão de capacitor comutado realiza transferência de energia e conversão de tensão usando capacitores. Existem basicamente dois tipos de conversores de tensão de capacitor chaveado, o primeiro é o circuito inversor de tensão e o segundo é o circuito duplicador de tensão. Esses tipos de circuitos são comumente conhecidos como circuitos de bomba de carga.
Neste projeto, iremos projetar um inversor de tensão com capacitor chaveado usando Texas Instruments LMC7660S IC, e também construir o circuito em uma placa de ensaio sem solda para demonstrar seu funcionamento. Este circuito é muito simples, pois requer apenas dois capacitores externos para funcionar corretamente.
Como funciona o inversor de tensão com capacitor chaveado?
Abaixo está o diagrama de blocos funcional do 7600S IC, retirado de sua folha de dados .
O IC contém quatro grandes switches (principalmente MOSFETs). Na primeira metade da onda de comutação de entrada, os interruptores S1 e S3 são fechados, de modo que carrega o capacitor da bomba Cp para fornecer a tensão V +. Durante a segunda metade da onda de comutação, os interruptores S2 e S4 são fechados e S1 e S3 são abertos. Conforme S2 conecta o capacitor da bomba ao aterramento, o capacitor de saída Cr desenvolve uma tensão de -V + / 2. Após alguns ciclos de comutação, a tensão no capacitor de saída será exatamente igual a -V +. Neste ponto, a tensão de saída é o negativo da tensão de entrada e a corrente de entrada é aproximadamente igual à corrente de saída.
Características:
Aqui está a lista de recursos do IC LMC7660
- Conversão simples de alimentação lógica de + 10 V em suprimentos de -10 V
- Multiplicação de tensão simples (VOUT = (-) nVIN)
- Fácil de usar - requer apenas 2 componentes passivos externos não críticos
- Eficiência típica de conversão de tensão em circuito aberto 99%
- Eficiência de energia típica 98%
- Ampla faixa de tensão operacional de 1,5 V a 10,0 V
- Nenhum diodo externo acima da temperatura total. e faixa de tensão
Componentes necessários
| Sim. Não | Peças | Tipo | Quantidade |
| 1 | LMC7660 | IC | 1 |
| 2 | 10uF | Capacitor | 1 |
| 3 | 10K | Resistor | 1 |
| 4 | Carregador | DC (0 - 10) V | 1 |
| 5 | Fio de bitola única | Genérico | 6 |
| 6 | Tábua de pão | Genérico | 1 |
Diagrama esquemático
Abaixo está o esquema do conversor de tensão com capacitor comutado retirado da folha de dados.
Aplicações do regulador de tensão com capacitor chaveado IC LMC7660S
Este é um CI muito pequeno, eficiente e útil que pode ser usado em várias aplicações
- Suponha que você precise medir a tensão True RMS com a ajuda de um microcontrolador. Para isso, você precisa de um Op-Amp para amplificar o sinal de entrada CA e uma fonte de polaridade dupla para alimentar o Op-Amp. Nesse cenário, o LMC7660 IC pode ser muito útil. Colocando este IC e dois capacitores baratos em seu circuito, você pode gerar facilmente o negativo da tensão de entrada.
- Em outro cenário onde você precisa amplificar um sinal de um microfone capacitivo, também requer uma fonte de polaridade dupla para amplificar o sinal corretamente. Nesta situação, o 7660 IC pode ser muito útil.
- Para alimentar, é necessária uma alimentação de polaridade dupla do amplificador Push-Pull.
- Alimentação negativa on-board para RAMs dinâmicos.
- Este IC também é usado na indústria de telecomunicações, onde é usado para alimentar um Op-Amp OP07 e um Multiplexador Analógico CD4051, que é uma parte muito importante de todo o circuito, pois é usado para medir a tensão da bateria, tensão CA de entrada, e I nput AC Current.
O que fazer e o que não fazer
- A tensão máxima de entrada deste IC é de 10 V, uma tensão de entrada superior a 10 V certamente danificará este IC.
- O pino 6 do IC é o pino de baixa tensão (LV) se a tensão de entrada for ≤3,5 V, este pino deve ser aterrado. Caso contrário, este pino deve estar em um estado flutuante.
- O capacitor CP deve ser colocado muito próximo ao IC, caso contrário, o IC pode travar.
- Para aumentar a eficiência do circuito, um capacitor com baixas classificações ESR pode ser usado.
- Uma coisa a ter em mente é que a eficiência diminui com o aumento da corrente de carga, por exemplo, com uma corrente de carga de 40 mA, a eficiência fica em torno de 75%.
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