Простая схема преобразует 5 В в -10 В

Типичный зарядовый насос на коммутируемых конденсаторах не требует дросселей, прост в проектировании и может удваивать положительное напряжение или преобразовывать положительное напряжение в эквивалентное отрицательное. Однако в некоторых приложениях доступен только положительный источник питания, а система питания должна вырабатывать отрицательное напряжение большей величины, чем напряжение положительной шины. Схема на Рисунке 1 одновременно инвертирует входное напряжение и удваивает полученное отрицательное выходное напряжение.

Рисунок 1.	Этот инвертор на коммутируемых конденсаторах вырабатывает –10 В из 5 В.

Обычно инвертор напряжения MAX889T (IC₁) преобразует положительное входное напряжение в отрицательное выходное напряжение, абсолютная величина которого меньше входного напряжения. Но в этой схеме диоды Шоттки D₁ и D₂ и конденсаторы C₄ и C₅ помогают получить более высокое выходное напряжение. Номинальное выходное напряжение схемы равно

V_OUT = –(2 × V_IN – 2V_D – I_OUT × R_O),

где

V_IN – входное напряжение,
V_D – прямое падение напряжения диода,
I_OUT – выходной ток,
R_O – выходное напряжение микросхемы IC₁ на холостом ходу.

При токе нагрузки 300 мкА выходное напряжение схемы составляет –10 В. Паразитные индуктивности конденсаторов и дорожек печатной платы вызывают выбросы напряжения, которые заряжают выходные конденсаторы, обеспечивая без нагрузки напряжение более –11 В (Рисунок 2).

Рисунок 2.	При легких нагрузках схема на Рисунке 1 выдает напряжение более –10 В; при бóльших токах величина отрицательного выходного напряжения превышает положительное входное напряжение 5 В.

Материалы по теме

1. Datasheet Analog Devices MAX889
2. Datasheet MCC CMPSH-3S