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如何通过降低振荡器频率来提高电压转换器的效率?

来源:analog 发布时间:2023-08-08

摘要: 设计说明说明如何通过降低振荡器频率来提高电压转换器的效率。在电压转换器中加入振荡器电容可以降低振荡器频率,提高低IO值的电压转换效率。

本设计说明展示了如何通过降低振荡器频率来提高电压转换器的效率。在20mA电压转换器上增加振荡器电容,降低振荡器频率,提高低IO值的电压转换效率。ICL7660电荷泵的特点。

可以通过降低振荡器频率和增加外部电容值来提高ICL7660电压转换电路的效率。虽然这种技术对中等级别的IO很有用,但在数据表中没有明确描述。(CMOS ICL7660有8引脚DIP或to -99罐,是一种电荷泵器件,可将1.5V至10V范围内的输入转换为-1.5V至-10V范围内相应的负输出。)

ICL7660的转换效率取决于其静态电源电流,而静态电源电流又取决于内部电荷泵的驱动频率。芯片的振荡器和二分电路通常将频率设置在4kHz和5kHz之间。使用推荐的10µF值为飞行电容器和蓄能电容器,该配置消耗约10µA的静态电源电流,同时提供保守的10mA输出电流。

通过用外部施加的信号覆盖振荡器来增加频率会导致静态电流成比例地增加。或者,将外部振荡器电容器连接到引脚7(图1)会减慢振荡器的速度,导致电源电流在10Hz时接近约10 μ a的最小值(图2)。


图1所示 在典型的ICL7660应用程序中添加振荡器电容器可以降低振荡器频率,从而降低IO值,从而提高电压转换效率。


图2 “电容”曲线将图1中选择的振荡器电容的值与产生的电荷泵频率联系起来。“电流”曲线将电荷泵频率与产生的静态电源电流(左纵轴)联系起来。

减慢振荡器可以提高效率,但为了避免纹波电压的相应增加,还必须在飞行电容器和蓄水池电容器中进行成反比的变化。例如,通过将100pF连接到引脚7将振荡器设置为100Hz,需要将飞行电容器和储层电容器增加到100µF。这种安排仍然提供20mA的输出电流,但只消耗静态电流(15µA)的五分之一。

请注意,如果允许更低的IO,则可以减小电容值。例如,将振荡器设置为40Hz(通过将1000pF连接到引脚7)可以提供最高的效率。将飞行电容器和储层电容器保持在100µF时,最大IO为2mA,空载静态电流为10µa,功率转换效率为98%。



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