開關電容器電壓轉換器使用電容器執行能量傳輸和電壓轉換。開關電容電壓變換器主要有兩種，第一種是電壓逆變電路，第二種是倍壓電路。這些類型的電路通常稱為電荷泵電路。

在這個項目中，我們將使用德州儀器 LMC7660S IC 設計一個開關電容電壓逆變器，并在無焊面包板上構建電路以演示其工作原理。該電路非常簡單，因為它只需要兩個外部電容器即可正常工作。

開關電容電壓逆變器如何工作？

下面是 7600S IC 的功能框圖，取自其數據表。

該 IC 包含四個大開關（主要是MOSFET）。在輸入開關波的前半部分，開關 S1 和 S3 閉合，因此它將泵電容器 Cp 充電至電源電壓 V+。在開關波的后半段，開關 S2 和 S4 閉合，而 S1 和 S3 斷開。當 S2 將泵電容器接地時，輸出電容器 Cr 產生 -V+/2 的電壓。經過幾個開關周期后，輸出電容上的電壓將完全等于 -V+。此時，輸出電壓為輸入電壓的負值，輸入電流約等于輸出電流。

特征：

這是 LMC7660 IC 的功能列表

+10V 邏輯電源到 -10V 電源的簡單轉換

簡單的電壓乘法 （VOUT = （-） nVIN）

易于使用 - 僅需要 2 個外部非關鍵無源組件

典型開路電壓轉換效率 99%

典型功率效率 98%

1.5V 至 10.0V 的寬工作電壓范圍

全溫度范圍內無外部二極管。和電壓范圍

所需組件

原理圖，示意圖

下面是從數據表中獲取的開關電容電壓轉換器的示意圖。

開關電容穩壓IC LMC7660S的應用

這是一款非常小巧、高效且有用的 IC，可用于各種應用

假設您需要在微控制器的幫助下測量真有效值電壓。為此，您需要一個運算放大器來放大輸入交流信號，并需要一個雙極性電源來為運算放大器供電。在這種情況下，LMC7660 IC非常有用。通過將此 IC 和兩個便宜的電容器放入您的電路中，您可以輕松生成輸入電壓的負值。

在您需要放大來自電容式麥克風的信號的另一種情況下，它還需要雙極性電源來正確放大信號。在這種情況下，7660 IC 可以派上用場。

要供電，需要推挽式放大器雙極性電源。

動態 RAM 的板載負電源。

該 IC 還用于電信行業，用于為OP07 運算放大器和模擬多路復用器 CD4051 供電，這是整個電路中非常關鍵的部分，因為它用于測量電池電壓、輸入交流電壓、和輸入交流電流。

該做什么和不該做什么

本 IC 的最大輸入電壓為 10V，輸入電壓高于 10V 肯定會損壞本 IC。

IC 的 Pin-6 為 LV（Low Voltage）管腳，如果輸入電壓≤3.5V，該管腳應接地。否則，該引腳應處于浮空狀態。

電容 CP 應放置在非常靠近 IC 的位置，否則 IC 可能會發生閂鎖。

為了提高電路的效率，可以使用具有低ESR額定值的電容器。

需要記住的一件事是效率會隨著負載電流的增加而降低，例如負載電流為 40 mA 時，效率約為 75%。