ICL7660, ICL7660A КМОП-преобразователи напряжения
ICL7660 и ICL7660A представляют собой монолитные CMOS микросхемы питания. ICL7660 выполняет преобразование напряжения питания из положительного в отрицательное для входного диапазона от +1,5 В до +10,0 В, что приводит к дополнительным выходным напряжениям от -1,5 В до -10,0 В, а ICL7660A выполняет те же преобразования с входным диапазоном от +1,5 В до +12,0 В, что приводит к дополнительным выходным напряжениям от -1,5 В до -12,0В. Для работы зарядного насоса требуется всего 2 внешних конденсатора. ICL7660 и ICL7660A также могут быть подключены для работы в качестве удвоителей напряжения и будут генерировать выходное напряжение до +18,6 В при входном напряжении +10 В.
Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.
На микросхеме находятся последовательный регулятор питания постоянным током, RC-генератор, преобразователь уровня напряжения и четыре МОП-переключателя выходной мощности. Логический элемент определяет наиболее отрицательное напряжение в устройстве и гарантирует, что выходные соединения N-канального переключателя источник-подложка не будут смещены вперед. Это обеспечивает работу без защелкивания.
Генератор, будучи разряженным, совершает колебания с номинальной частотой 10 кГц при входном напряжении питания 5,0 В. Эта частота может быть снижена путем добавления внешнего конденсатора к клемме “OSC”, или генератор может быть тактирован внешними тактовыми импульсами.
Клемма “LV” может быть подключена к ЗЕМЛЕ для обхода внутреннего последовательного регулятора и улучшения работы при низком напряжении (LV). При средних и высоких напряжениях (от +3,5 В до +10,0 В для ICL7660 и от +3,5 В до +12,0 В для ICL7660A) вывод низкого напряжения остается плавающим, чтобы предотвратить защелкивание устройства.
Распиновка
ICL7660, ICL7660A
(8 LD PDIP, SOIC)
Особенности
•Простое преобразование напряжения +5 В в источники питания ±5 В
•Простое умножение напряжения (VOUT = (-) nVIN)
•КПД преобразования напряжения разомкнутой цепи 99,9%
•КПД 98%
•Широкий диапазон рабочих напряжений
-ICL7660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.5 В до 10,0 В
-ICL7660A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.5 В до 12,0 В
•ICL7660A подходит на 100% для напряжения 3 В
• Простота в использовании — требуется всего 2 внешних пассивных компонента
•Отсутствие внешнего диода в полном диапазоне температур и напряжений
Применение
•Встроенный отрицательный источник питания для динамических ОЗУ
•Локализованный µпроцессор (тип 8080) Отрицательный источник питания
•Недорогие источники отрицательного напряжения
•Системы сбора данных
Информация для заказа
| Наименование | ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДИАПАЗОН (°C) | КОРПУС | PKG. DWG. # | |
| ICL7660CBA* | 7660CBA | от 0 до 70 | 8 Ld SOIC (N) | M8.15 |
| ICL7660CBAZ* (см. Примечание) | 7660CBAZ | от 0 до 70 | 8 Ld SOIC (N) (не содержит Pb) | M8.15 |
| ICL7660CBAZA* (см. Примечание) | 7660CBAZ | от 0 до 70 | 8 Ld SOIC (N) (не содержит Pb) | M8.15 |
| ICL7660CPA | 7660CPA | от 0 до 70 | 8 Ld PDIP | E8.3 |
| ICL7660CPAZ (см. Примечание) | 7660CPAZ | от 0 до 70 | 8 Ld PDIP** (без Pb) | E8.3 |
| ICL7660ACBA* | 7660ACBA | от 0 до 70 | 8 Ld SOIC (N) | M8.15 |
| ICL7660ACBAZA* (см. Примечание) | 7660ACBAZ | от 0 до 70 | 8 Ld SOIC (N) (не содержит Pb) | M8.15 |
| ICL7660ACPA | 7660ACPA | от 0 до 70 | 8 Ld PDIP | E8.3 |
| ICL7660ACPAZ (см. Примечание) | 7660ACPAZ | от 0 до 70 | 8 Ld PDIP** (без Pb) | E8.3 |
| ICL7660AIBA* | 7660АЙБА | от -40 до 85 | 8 Ld SOIC (N) | M8.15 |
| ICL7660AIBAZA* (см. Примечание) | 7660 АЙБАЗ | от -40 до 85 | 8 Ld SOIC (N) (не содержит Pb) | M8.15 |
*Добавьте суффикс “-T” к номеру детали для корпуса ленты и катушки. **PDIPs, не содержащие Pb, можно использовать только для обработки волновым припоем сквозных отверстий. Они не предназначены для использования при обработке припоем оплавлением.
**ПРИМЕЧАНИЕ: В изделиях для пайки Intersil Pb-free plus используются специальные наборы материалов, не содержащих Pb; формовочные смеси / материалы для крепления штампов и 100% матовая оловянная окантовка, которые соответствуют требованиям RoHS и совместимы как с пайкой SnPb, так и без Pb. Продукты Intersil, не содержащие Pb, классифицируются как MSL при пиковых температурах оплавления, не содержащих Pb, которые соответствуют требованиям IPC/JEDEC J STD-020 или превышают их.
Абсолютные максимальные характеристики
Напряжение питания
ICL7660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +10.5 V
ICL7660A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +13.0 V
Входное напряжение LV и OSC . . . . . . от -0,3 В до (V+ +0,3 В) для V+ < 5,5 В
(Примечание 2) . . . . . . . . . . . . . . ( V+ -5,5В) до (V+ +0,3В) при V+ > 5,5 В
Ток в LV (Примечание 2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20µA для напряжения V+ > 3,5 В
Короткое замыкание выхода (VSYPPLY ≤5,5 В) . . . . . . . . . . . . Непрерывный
Условия эксплуатации
Диапазон температур
ICL7660C, ICL7660AC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0° C до 70°C
ICL7660AI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-40° C до 85°C
Температурный диапазон
Тепловое сопротивление (типичное, примечание 1) θJA (°C/Вт)θJA (°C/Вт)
Корпус PDIP* . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Н/Д
Корпус SOIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Н/Д
Максимальный диапазон температур хранения. . . . . . . . . . .-65° C до 150°C
Максимальная температура вывода (пайка, 10 с). . . . . . . . . . . . .300°C (Только по SOIC выводам)
*PDIPs, не содержащие Pb, можно использовать только для обработки волновым припоем сквозных отверстий. Они не предназначены для использования при обработке припоем оплавлением.
ПРИМЕЧАНИЕ:
1.θJA измеряется с помощью компонента, установленного на плате ПК для оценки, на свободном воздухе.
| ПАРАМЕТР | ОБОЗНАЧЕНИЕ | УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ | ICL7660 | ICL7660A | ЕД. ИЗМ. | ||||
| Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | ||||
| Ток потребления | I+ | RL = ∞ | — | 170 | 500 | — | 80 | 165 | мкА |
| Диапазон напряжений питания (нижний) | VL+ | Мин.≤ TA ≤ Макс., RL= 10 кОм, LV на «Землю» | 1,5 | — | 3,5 | 1,5 | — | 3,5 | В |
| Диапазон напряжений питания (верхний) | VH+ | Мин. ≤ TA ≤ Макс., RL= 10 кОм, LV разомкнут | 3,0 | — | 10,0 | 3,0 | — | 12 | В |
| Выходное сопротивление источника | ROUT | Iвых = 20 мА, Tокр = 25°C | — | 55 | 100 | — | 60 | 100 | Ом |
| Iвых = 20 мА, 0°C ≤ Tокр ≤ 70°C | — | — | 120 | — | — | 120 | Ом | ||
| Iвых = 20 мА, -55°C ≤ Tокр ≤ 125°C | — | — | 150 | — | — | — | Ом | ||
| Iвых = 20 мА, -40°C ≤ Tокр ≤ 85°C | — | — | — | — | — | 120 | Ом | ||
| V+ = 2 В, Iвых = 3 мА, LV на GND, 0°C ≤ Tокр ≤ 70°C | — | — | 300 | — | — | 300 | Ом | ||
| V+ = 2 В, Iвых = 3 мА, LV на GND, -55°C ≤ Tокр ≤ 125°C | — | — | 400 | — | — | — | Ом | ||
| Частота генератора | fOSC | — | — | 10 | — | — | 10 | — | кГц |
| КПД по мощности | PEF | Rн = 5 кОм | 95 | 98 | — | 96 | 98 | — | % |
| КПД преобразования напряжения | UEF | Rн = ∞ | 97 | 99,9 | — | 99 | 99,9 | — | % |
| Импеданс вывода генератора | ZOSC | V+ = 2 В | — | 1,0 | — | — | 1 | — | МОм |
| V = 5 В | — | 100 | — | — | — | — | кОм | ||
| ICL7660A, V+ = 3 В, Tокр = 25°C, OSC = свободный (автоколебательный) режим, тестовая схема — Рисунок 11, если не указано иное. | |||||||||
| Ток потребления (Прим. 3) | I+ | V+ = 3 В, RL = ∞, 25°C | — | — | — | — | 26 | 100 | мкА |
| 0°C < Tокр < 70°C | — | — | — | — | — | 125 | мкА | ||
| -40°C < Tокр < 85°C | — | — | — | — | — | 125 | мкА | ||
| Выходное сопротивление источника | ROUT | V+ = 3 В, Iвых = 10 мА | — | — | — | — | 97 | 150 | Ом |
| 0°C < Tокр < 70°C | — | — | — | — | — | 200 | Ом | ||
| -40°C < Tокр < 85°C | — | — | — | — | — | 200 | Ом | ||
| Частота генератора (Прим. 3) | fOSC | V+ = 3 В (те же условия, что и при 5 В) | — | — | — | 5,0 | 8 | — | кГц |
| 0°C < Tокр < 70°C | — | — | — | 3,0 | — | — | кГц | ||
| -40°C < Tокр < 85°C | — | — | — | 3,0 | — | — | кГц | ||
| КПД преобразования напряжения | VOUTEFF | V+ = 3 В, RL = ∞ | — | — | — | 99 | — | — | % |
| Tмин < Tокр < Tмакс | — | — | — | 99 | — | — | % | ||
| КПД по мощности | PEFF | V+ = 3 В, RL = 5 кОм | — | — | — | 96 | — | — | % |
| Tмин < Tокр < Tмакс | — | — | — | 95 | — | — | % | ||
ПРИМЕЧАНИЯ:
2.Подключение любой входной клеммы к напряжению, превышающим V+ или меньшим, чем GND, может привести к короткому замыканию. Рекомендуется, чтобы до “включения” ICL7660, ICL7660A не подавались входные сигналы от источников, работающих от внешних источников питания.
3.Линейно снизить температуру выше 50°C на 5,5 МВт/°C.
4. В тестовой схеме к выводу 7 не подключен внешний конденсатор. Однако, когда устройство подключено к тестовой схеме, обычно присутствует очень небольшая, но конечная паразитная емкость, порядка 5 пФ.
5. ICL7660A может работать без внешнего диода во всем диапазоне температур и напряжений. Это устройство будет функционировать в существующих конструкциях, которые включают внешний диод, без ухудшения общей производительности схемы.
Функциональная блок-схема
Типовые графические характеристики
(Тестовая схема на рис. 11)
РИСУНОК 1. РАБОЧЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
РИСУНОК . 2. ВЫХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАНИЯ
РИСУНОК . 3. ВЫХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
РИСУНОК 4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЧАСТОТЫ
РИСУНОК 5. ЧАСТОТА КОЛЕБАНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВНЕШНЕГО OSC. КОНДЕНСАТОРА
РИСУНОК 6. ЧАСТОТА ГЕНЕРАТОРА БЕЗ НАГРУЗКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
РИСУНОК 7. ВЫХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЫХОДНОГО ТОКА
РИСУНОК 8. ЗАВИСИМОСТЬ ПОТРЕБЛЯЕМОГО ТОКА И КПД ОТ ТОКА НАГРУЗКИ
РИСУНОК 9. ЗАВИСИМОСТЬ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ВЫХОДНОГО ТОКА
ПРИМЕЧАНИЕ:
) 6EКN А)(м NT(РЕRUCY LPВВЕРХS
РИСУНОК 10. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПИТАЮЩЕГО ТОКА И МОЩНОСТИ ЭФФЕКТИВНОСТЬ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАГРУЗКИ ТЕКУЩИЙ
ПРИМЕЧАНИЕ: При больших значениях COSC (>1000pF) значения C1 и C2 следует увеличить до 100F.РИС. 11.ТЕСТОВАЯ СХЕМА ICL7660, ICL7660A
Подробное описание
ICL7660 и ICL7660A содержат все необходимые схемы для комплектации преобразователя отрицательного напряжения, за исключением 2 внешних конденсаторов, которые могут быть недорогими электролитическими с поляризацией 10°F. Режим работы устройства лучше всего можно понять, рассмотрев рисунок 12, на котором показан идеализированный преобразователь отрицательного напряжения. Конденсатор C1 заряжается до напряжения V+ в течение полупериода, когда выключатели S1 и S3 замкнуты. (Примечание: Переключатели S2 и S4 разомкнуты в течение этого полупериода.) Во время второго полупериода работы переключатели S2 и S4 замкнуты, а S1 и S3 разомкнуты, тем самым смещая конденсатор C1 отрицательно на V+ вольт. Затем заряд передается с C1 на C2 таким образом, чтобы напряжение на C2 было точно равно V+, при условии идеальных переключателей и отсутствия нагрузки на C2. ICL7660 подходит к этой идеальной ситуации более близко, чем существующие немеханические схемы.
В ICL7660 и ICL7660A 4 переключателя на рисунке 12 являются MOS-переключателями питания; S1 — P-канальное устройство, а S2, S3 и S4 — N-канальные устройства. Основная трудность при таком подходе заключается в том, что при интеграции переключателей подложки S3 и S4 всегда должны оставаться смещенными в обратном направлении по отношению к их источникам, но не настолько, чтобы ухудшить их сопротивление “включению”. Кроме того, при запуске схемы и в условиях короткого замыкания на выходе (VOUT = V+) необходимо измерять выходное напряжение и соответствующим образом регулировать смещение подложки. Невыполнение этого требования привело бы к большим потерям мощности и вероятной блокировке устройства.
Эта проблема устраняется в ICL7660 и ICL7660A с помощью логической сети, которая определяет выходное напряжение (VOUT) вместе с преобразователями уровня и переключает подложки S3 и S4 на правильный уровень для поддержания необходимого обратного смещения.
Часть регулятора напряжения ICL7660 и ICL7660A является неотъемлемой частью схемы защиты от защелкивания, однако присущее ей падение напряжения может ухудшить работу при низких напряжениях. Следовательно, для улучшения работы при низком напряжении вывод “LV” следует подключить к ЗЕМЛЕ, отключив регулятор. При напряжении питания более 3,5 В клемму низкого напряжения необходимо оставлять открытой, чтобы обеспечить работу без защелкивания и предотвратить повреждение устройства.
РИСУНОК 12. ИДЕАЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Теоретические соображения по энергоэффективности
Теоретически КПД преобразователя напряжения может достигать 100% при соблюдении определенных условий.
1.Схема драйвера потребляет минимальную мощность.
2.Выходные переключатели имеют чрезвычайно низкое сопротивление и практически не имеют смещения.
3.Импедансы конденсаторов насоса и резервуара незначительны при частоте накачки.
ICL7660 и ICL7660A приближаются к этим условиям для преобразования отрицательного напряжения, если используются большие значения C1 и C2.
ЭНЕРГИЯ ТЕРЯЕТСЯ ТОЛЬКО ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ЗАРЯДА МЕЖДУ КОНДЕНСАТОРАМИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ НАПРЯЖЕНИЯ ПРОИСХОДИТ. Потерянная энергия определяется по формуле:
E = 1/2 C1 (V21 — V22)
где V1 и V2 — напряжения на C1 во время циклов накачки и перекачки. Если импедансы C1 и C2 относительно высоки на частоте накачки (см. рис. 12) по сравнению со значением RL, то будет существенная разница в напряжениях V1 и V2. Поэтому желательно не только сделать C2 как можно больше, чтобы устранить пульсации выходного напряжения, но и использовать соответственно большое значение для C1, чтобы достичь максимальной эффективности работы.
Что делать и чего не делать
1. Не превышайте максимальное напряжение питания.
2. Не подключайте клемму низкого напряжения к ЗЕМЛЕ при напряжении питания более 3,5 В.
3. Не подключайте выход к источнику питания V+ при напряжении питания выше 5,5 В в течение длительного времени, однако переходные процессы, включая запуск, допустимы.
4. При использовании поляризованных конденсаторов клемма + C1 должна быть подключена к выводу 2 ICL7660 и ICL7660A, а клемма + C2 должна быть подключена к ЗЕМЛЕ.
5. Если источник напряжения, питающий ICL7660 и ICL7660A, имеет большое сопротивление источника (25 — 30), то может потребоваться конденсатор емкостью 2,2 Мкф от вывода 8 до заземления, чтобы ограничить скорость нарастания входного напряжения менее чем до 2 В/sс.
6. Пользователь должен убедиться, что выходной сигнал (вывод 5) не становится более положительным, чем GND (вывод 3). При этих условиях произойдет защелкивание устройства. Диод 1N914 или аналогичный, установленный параллельно C2, предотвратит срабатывание устройства в этих условиях. (Анодный вывод 5, катодный вывод 3).
РИСУНОК 13А.КОНФИГУРАЦИЯ
РИСУНОК 13B. ЭКВИВАЛЕНТ ТЕВЕНИНА
РИСУНОК 13. ПРОСТОЙ ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
РИСУНОК 14. ПУЛЬСАЦИЯ НА ВЫХОДЕ
РИСУНОК 15. УСТРОЙСТВА РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ
РИСУНОК 16. КАСКАДНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Типичные области применения
Простой преобразователь отрицательного напряжения
В большинстве приложений, несомненно, будут использоваться ICL7660 и ICL7660A для генерации отрицательных напряжений питания. На рисунке 13 показаны типичные соединения для обеспечения отрицательного напряжения питания (GND) при напряжении питания ниже 3,5 В.
Выходные характеристики схемы на рис. 13А могут быть аппроксимированы идеальным источником напряжения, включенным последовательно с сопротивлением, как показано на рис. 13B. Источник напряжения имеет значение -В+. Выходное сопротивление (RO) является функцией включенного сопротивления внутренних МОП-переключателей (показано на рис. 12), частоты переключения, значений C1 и C2 и ESR (эквивалентного последовательного сопротивления) C1 и C2. Хорошим приближением первого порядка для RO является:
RO 2(RSW1 + RSW3 + ESRC1) +2(RSW2 + RSW4 + ESRC1) +
RSW, общее сопротивление переключателя, зависит от напряжения питания и температуры (смотрите графики сопротивления выходного источника), обычно 23 при 25 °C и 5 В. Тщательный выбор C1 и C2 уменьшит оставшиеся слагаемые, минимизируя выходное сопротивление. Конденсаторы высокой емкости уменьшат 1/(fPUMP C1) компонент, а конденсаторы с низким ESR уменьшат значение ESR. Увеличение частоты генератора уменьшит значение 1/(fPUMP ��C1), но может привести к побочному эффекту в виде чистого увеличения выходного сопротивления, когда C1 > 10F, и больше не будет достаточно времени для полной зарядки конденсаторов в каждом цикле.
В типичном приложении, где fOSC = 10 кГц и C = C1 = C2 = 10F:
РО 46 + 20 + 5 (ЦЭСИ)
Поскольку ESR конденсаторов отражаются на выходном сопротивлении, умноженном на коэффициент 5, высокое значение потенциально может заглушить низкий 1/(fPUMP C1), что делает увеличение частоты переключения или емкости фильтра неэффективным. Типичные электролитические конденсаторы могут иметь СОЭ до 10��
RO/ 46 + 20 + 5 (ESRC)
Поскольку ESR конденсаторов отражаются на выходном сопротивлении, умноженном на коэффициент 5, высокое значение потенциально может заглушить низкий 1/(fPUMP C1), что делает увеличение частоты переключения или емкости фильтра неэффективным. Типичные электролитические конденсаторы могут иметь ESR до 10Ω
Пульсация выходного сигнала
ESR также влияет на пульсации напряжения, наблюдаемые на выходе. Общая пульсация определяется двумя напряжениями, A и B, как показано на рисунке 14. Сегмент A — это падение напряжения на ESR C2 в момент в тот момент, когда он переходит от зарядки C1 (ток поступает в C2) к разрядке через нагрузку (ток вытекает из C2). Величина этого изменения тока составляет следовательно, общее падение составляет 2• IOUT • ESRC2V. Сегмент B — это изменение напряжения на C2 в течение времени t2, половины цикла, когда C2 подает ток на нагрузку. Падение в точке B равно lOUT• t2/C2V. Пульсирующее напряжение от пика к пику является суммой этих падений напряжения:
Опять же, конденсатор с низким ESR будет сброшен с более высокой производительностью на выходе.
Параллельные схемы
Любое количество преобразователей напряжения ICL7660 и ICL7660A может быть подключено параллельно для уменьшения выходного сопротивления. Накопительный конденсатор C2 обслуживает все устройства, в то время как для каждого устройства требуется свой собственный конденсатор накачки C1. Результирующее выходное сопротивление было бы приблизительно равно:
Каскадирование устройств
ICL7660 и ICL7660A могут быть подключены каскадом, как показано на рисунке, для получения большего отрицательного умножения исходного напряжения питания. Однако из-за ограниченной эффективности каждого устройства практический предел составляет 10 устройств для небольших нагрузок. Выходное напряжение определяется:
VOUT = -n (VIN),
где n — целое число, представляющее количество каскадированных устройств. Результирующее выходное сопротивление будет приблизительно равно взвешенной сумме отдельных значений ICL7660 и ICL7660A ROUT.
Изменение частоты генератора ICL7660/ICL7660A
В некоторых приложениях из-за шума или по другим соображениям может оказаться желательным увеличить частоту генератора. Это достигается путем питания генератора от внешних тактовых импульсов, как показано на рис. 17. Чтобы предотвратить возможную блокировку устройства, необходимо использовать резистор 1 кОм последовательно с тактовым выходом. В ситуации, когда разработчик сгенерировал внешнюю тактовую частоту с использованием логики TTL, требуется добавление подтягивающего резистора 10 кОм к источнику питания V+. Обратите внимание, что частота накачки при внешней синхронизации, как и при внутренней синхронизации, будет составлять 1/2 от тактовой частоты. Выходные переходы происходят на положительном фронте тактовой частоты.
РИСУНОК 17. ВНЕШНЯЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ
Также возможно повысить эффективность преобразования ICL7660 и ICL7660A при низких уровнях нагрузки за счет снижения частоты генератора. Это уменьшает потери при переключении и показано на рисунке 18. Однако снижение частоты генератора приведет к нежелательному увеличению импеданса конденсаторов накачки (C1) и резервуара (C2); это устраняется путем увеличения значений C1 и C2 на тот же коэффициент, на который была уменьшена частота. Например, добавление конденсатора емкостью 100 пФ между выводом 7 (OSC) и V+ снизит частоту генератора до 1 кГц с его номинальной частоты 10 кГц (кратной 10) и, таким образом, потребует соответствующего увеличения значений C1 и C2 (с 10μF до 100μF).
РИСУНОК 18. ПОНИЖЕНИЕ ЧАСТОТЫ ГЕНЕРАТОРА
Удвоение положительного напряжения
ICL7660 и ICL7660A можно использовать для достижения удвоения положительного напряжения, используя схему, показанную на рисунке 19. В этом случае переключатели инвертора накачки ICL7660 и ICL7660A используются для зарядки C1 до уровня напряжения V+ — VF (где V+ — напряжение питания, а VF — прямое падение напряжения на диоде D1). В цикле передачи напряжение на C1 плюс напряжение питания (V+) подается через диод D2 на конденсатор C2. Напряжение, создаваемое таким образом на C2, становится (2V+) — (2VF) или в два раза больше напряжения питания за вычетом суммарных падений прямого напряжения на диодах D1 и D2.
Сопротивление источника на выходе (VOUT) будет зависеть от выходного тока, но для V+ = 5 В и выходного тока 10 мА оно составит приблизительно 60Ω.
РИСУНОК 19. УДВОИТЕЛЬ ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Комбинированное преобразование отрицательного напряжения и удвоение положительного напряжения питания
Рисунок 20 объединяет функции, показанные на рисунках 13 и 19, чтобы обеспечить преобразование отрицательного напряжения и удвоение положительного напряжения одновременно. Этот подход был бы, например, пригоден для генерации +9 В и -5 В от существующего источника питания +5 В. В этом случае конденсаторы C1 и C3 выполняют функции накачки и резервуара соответственно для генерации отрицательного напряжения, в то время как конденсаторы C2 и C4 являются накачкой и резервуаром соответственно для удвоенного положительного напряжения. Однако в этой конфигурации, которая сочетает в себе обе функции, есть недостаток, заключающийся в том, что импедансы источника генерируемых источников питания будут несколько выше из-за конечного импеданса общего драйвера накачки заряда на выводе 2 устройства.
РИСУНОК 20. КОМБИНИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ И УДВОЕНИЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО
Разделение напряжения
Двунаправленные характеристики также можно использовать для разделения более высокого расхода пополам, как показано на рисунке 21. Общая нагрузка будет равномерно распределена между двумя сторонами. Поскольку переключатели распределяют нагрузку параллельно, выходное сопротивление намного ниже, чем в стандартных цепях, и от устройства можно получать более высокие токи. Используя эту схему, а затем схему на рис. 16, +15 В можно преобразовать (через +7,5 и -7,5) в номинальное напряжение -15 В, хотя и с довольно высоким последовательным выходным сопротивлением (~250Ω).
РИСУНОК 21. РАЗДЕЛЕНИЕ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ ПОПОЛАМ
Регулируемый источник отрицательного напряжения
В некоторых случаях выходное сопротивление ICL7660 и ICL7660A может быть проблемой, особенно если ток нагрузки существенно изменяется. Схема на рис. 22 может быть использована для преодоления этой проблемы путем контроля входного напряжения с помощью маломощного КМОП-операционного усилителя ICL7611 таким образом, чтобы поддерживать почти постоянное выходное напряжение. Прямая обратная связь нецелесообразна, поскольку выходные данные ICL7660s и ICL7660As реагируют на изменение входного сигнала не мгновенно, а только после задержки переключения. Показанная схема обеспечивает достаточную задержку для подключения ICL7660 и ICL7660A, сохраняя при этом адекватную обратную связь. Желательно увеличить количество конденсаторов накачки и накопителей, и приведенные значения обеспечивают выходное сопротивление менее 5Ω при нагрузке 10 мА.
РИСУНОК 22. РЕГУЛИРОВАНИЕ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
РИСУНОК 23. УРОВНИ RS232 ОТ ОДНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ 5 В
Теория это хорошо, но необходимо отрабатывать это всё практически ПОПРОБОВАТЬ МОЖНО ЗДЕСЬ