【每日电路赏析】开关电容式电压变换器

`开关电容式电压变换器可以用电容来实现能量的转移和电压的转换。常见的开关电容式电压变换器有两种，第一种是电压逆变器电路，第二种是倍压器电路。这两种电路也常被成为电荷泵电路。

本项目中，我们会用LMC7660S来设计一个开关电容式电压变换器，然后将其焊接到面包板上测试其性能。该电路十分渐变，只需两个外接电容就能正常工作。

开关电容式电压逆变器的工作原理是什么？

以下是7600S的原理图。

该IC包含4个大开关（大部分是MOSFET）。在输入开关波形的上半周期内，开关S1和S3是闭合的，所以会将泵电容充电至V+。开关波形下半周期内，开关S2和S4闭合，而S1和S3断开。因为S2将泵电容接地，输出电容Cr的产生-V+/2的电压。几个开关周期后，输出电容端的电压会正好等于-V+。这时输出电压恰好是输入电压的反向，而输出电流约等于输出电流。

所需元器件：

LMC7660 x 1
10uF电容 x 1
10kΩ电阻 x 1
直流电源输入(0-10V) x 1

电路图

LM7660S的应用

1.假设需要用单片机测量真有效值电压时。需要使用运放来增大输入交流信号，然后用双极型的电源来驱动运放。这种情况下，LMC7660就很有用了。将此IC与两个电容放入电路中后，你可以轻易生成输入电压的反向电压。

2.假设你需要放大一个从电容麦克风传来的信号，同样需要用双极型电源才能正常放大型号。这时，使用7660页很有用。

3.该IC也可以用于电信产业，用于驱动OP07运放和模拟多路复用器CD4051，适合测量电池电压，输入交流电压和输入交流电流。

提示：
1.该IC的最大输入电压为10V，大于10V的输入电压会损坏该IC。
2.如果输入电压小于等于3.5V时，该IC的6号引脚为LV（低电压）引脚，该引脚应该接地。除此之外，该引脚应该处于悬空。
3.电容CP应该放在IC附近，不然可能出现闩锁效应。
4.为了提高电路的效率，应该使用ESR较低的电容。
5.需知负载电流的增加会降低电路效率，比如负载电流为40mA的话，效率约为75%。

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