較低的工作頻率提高了ICL7660電壓轉(zhuǎn)換效率

本設(shè)計(jì)筆記展示了如何通過(guò)降低振蕩器頻率來(lái)提高電壓轉(zhuǎn)換器的效率。在20mA電壓轉(zhuǎn)換器上增加一個(gè)振蕩器電容可降低振蕩器頻率，從而在降低IO值時(shí)提高電壓轉(zhuǎn)換效率。采用 ICL7660 電荷泵。

您可以通過(guò)降低振蕩器頻率和增加外部電容值來(lái)提高ICL7660電壓轉(zhuǎn)換電路的效率。雖然這種技術(shù)對(duì)中等水平的IO有用，但數(shù)據(jù)手冊(cè)中沒(méi)有明確描述。（CMOS ICL7660采用8引腳DIP或TO-99罐封裝，是一款電荷泵器件，可將1.5V至10V范圍內(nèi)的輸入轉(zhuǎn)換為?1.5V至?10V范圍內(nèi)的相應(yīng)負(fù)輸出。

ICL7660的轉(zhuǎn)換效率取決于其靜態(tài)電源電流，而靜態(tài)電源電流又取決于內(nèi)部電荷泵的驅(qū)動(dòng)頻率。芯片的振蕩器和二分頻電路通常將頻率設(shè)置在 4kHz 和 5kHz 之間。使用跨接電容和儲(chǔ)能電容的推薦 10μF 值，此配置消耗約 10μA 的靜態(tài)電源電流，同時(shí)提供保守的 10mA 輸出電流。

通過(guò)用外部施加的信號(hào)覆蓋振蕩器來(lái)增加頻率會(huì)導(dǎo)致靜態(tài)電流成比例增加?；蛘?，將外部振蕩器電容連接到引腳 7（圖 1）會(huì)減慢振蕩器的速度，導(dǎo)致電源電流在 10Hz 時(shí)接近約 10μA 的最小值（圖 2）。

圖1.在典型的ICL7660應(yīng)用中增加一個(gè)振蕩器電容可降低振蕩器頻率，對(duì)于較低的IO值，可實(shí)現(xiàn)更高效的電壓轉(zhuǎn)換。

圖2.“電容”曲線將圖1中選擇的振蕩器電容值與產(chǎn)生的電荷泵頻率相關(guān)聯(lián)。“電流”曲線將電荷泵頻率與所得靜態(tài)電源電流（左縱軸）相關(guān)聯(lián)。

減慢振蕩器的速度可以提高效率，但為了避免紋波電壓相應(yīng)增加，還必須對(duì)跨接電容器和儲(chǔ)能電容器進(jìn)行成反比的變化。例如，通過(guò)將 100pF 連接到引腳 100 將振蕩器設(shè)置為 7Hz，需要將飛越電容和儲(chǔ)能電容增加到 100μF。這種布置仍可提供20mA的輸出電流，但僅消耗靜態(tài)電流（15μA）的五分之一。

請(qǐng)注意，如果允許較低的 IO，則可以減小電容器值。例如，將振蕩器設(shè)置為 40Hz（通過(guò)將 1000pF 連接到引腳 7）可提供盡可能高的效率。將飛接電容和儲(chǔ)能電容保持在 100μF 時(shí)，最大 IO 為 2mA，空載靜態(tài)電流為 10μA，功率轉(zhuǎn)換效率為 98%。

審核編輯：郭婷