Erhalten doppelter bipolarer Spannungen in einem Wandler basierend auf Mikroschaltungen der ICL7660-Serie. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Spannungswandler, Gleichrichter, Wechselrichter

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Spezialisierte Mikroschaltungen der Serie 7660, die für den Aufbau von Spannungswandlern auf geschalteten Kondensatoren konzipiert sind, sind seit langem bekannt und werden am häufigsten in Netzteilen mit geringer Leistung zur Umwandlung der Spannungspolarität (von positiv nach negativ) verwendet. Solche Mikroschaltungen werden von verschiedenen Herstellern, auch inländischen (KR1168EP1), und mit unterschiedlichen Namen hergestellt. Die gängigsten Chips sind die ICL7660-Serie von Intersil [1]. Die Hauptvorteile des Spannungswandlers auf dieser Mikroschaltung sind laut Autor:

- hoher Wirkungsgrad bei niedrigen Lastströmen (bis zu mehreren zehn Milliampere);
- geringer Eigenverbrauchsstrom (zig Mikroampere);
- keine Speicherdrossel.

Drosseln sind bereits zu einem „Klassiker“ bei Spannungswandlern geworden, allerdings verringert ihr Einsatz häufig die Effizienz von Wandler, insbesondere bei leistungsschwachen Wandler; außerdem ist eine geeignete Drossel nicht immer verfügbar und ihre Herstellung ist erforderlich. Daher können stromsparende Wandler mit geschalteten Kondensatoren in manchen Fällen einen Vorteil haben [2].

Schaltungen zum Aufbau eines Wandlers auf Mikroschaltungen der Serie 7660 finden sich in Beschreibungen von Herstellern (Datenblätter), beispielsweise in [1]. Leider gab es keine Schaltungslösung für einen Wandler mit doppelter Eingangs- und bipolarer Ausgangsspannung ohne den Einsatz einer weiteren (zusätzlichen) Mikroschaltung und zweier Kondensatoren. Der Einsatz einer zusätzlichen Mikroschaltung ist jedoch aus finanzieller Sicht nicht machbar.

Reis. 1. Modifizierte Wandlerschaltung

Nach der Analyse des Funktionsprinzips des Konverters auf einem einzelnen 7660-Chip stellte sich heraus, dass man damit nicht nur die doppelte Ausgangsspannung positiver Polarität, sondern auch die doppelte negative Polarität ohne Verwendung einer zusätzlichen Mikroschaltung erhalten kann. Die modifizierte Wandlerschaltung ist in der Abbildung dargestellt. Der Kanal mit der verdoppelten Ausgangsspannung negativer Polarität (-2Uп) ist rot hervorgehoben. Mit dem im Diagramm angegebenen Bereich der Wandlereingangsspannung von 1,5 bis 8 V ergeben sich an den Ausgängen Spannungen von ±1,5...8 V bzw. +3...16 V.

Es ist zu beachten, dass alle Parameter und Empfehlungen der Hersteller, beispielsweise in [1], zur Wahl der Elementbasis (Dioden und Kondensatoren) auch für den in der Abbildung gezeigten Schaltungsaufbau gelten. Merkmale der Auswahl von Gleichrichterdioden zur Erhöhung der Effizienz des Wandlers bei niedrigen Lastströmen unter Berücksichtigung ihrer Kapazität und des zulässigen Sperrstroms wurden in [2] angegeben.

Literatur

1. Superspannungswandler ICL7660S, ICL7660A. - URL: intersil.com/content/dam/Intersil/documents/icl7/icl7660s-a.pdf.
2. Glibin S. Stromversorgung des Multimeters M-832 mit zwei Batterien. – Radio, 2014, Nr. 6, S. 21, 22.

Autor: S. Glibin

Siehe andere Artikel Abschnitt Spannungswandler, Gleichrichter, Wechselrichter.

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