保持運算放大器輸出在零伏或零伏以下“活動(dòng)”、生成對稱(chēng)輸出信號以及處理雙極性模擬輸入，都是需要幾毫安負電壓軌的設計情況的示例。圖 1顯示了基于古老的 x4053 系列三重 CMOS SPDT 開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)單逆變器設計，該設計可高效、準確地反轉正電壓軌并實(shí)現降壓。
這是它的工作原理。
U1a和U1b與C2結合形成反相電容器電荷泵，將電荷傳輸到濾波電容器C3。電荷轉移發(fā)生在一個(gè)周期中，該周期以 C2 通過(guò) U1a 充電到 V+ 開(kāi)始，然后通過(guò) U1b 將 C2 部分放電到 C3 來(lái)完成。在 U1c 施密特觸發(fā)器型振蕩器的控制下，泵浦頻率約為 100 kHz，因此每 10s 就會(huì )發(fā)生電荷轉移。注意 U1c 周?chē)ㄟ^(guò) R3 的正反饋和通過(guò) R1、R2 和 C1 的反向反饋。
生成的（近似）振蕩器波形（Vc1 和 U1c Vpin9）如圖 2所示。
圖 2由 U1c 施密特觸發(fā)振蕩器生成的 100kHz 定時(shí)信號。
xx4053 系列有保證的先斷后合開(kāi)關(guān)可限度地提高效率，同時(shí)限度地降低噪聲。當 V+ = 5 V 時(shí)，開(kāi)關(guān)導通電阻隨著(zhù) Vout 的降低而固有增加，從而將短路輸出故障電流降低至約 20 mA。加電時(shí)啟動(dòng)需要大約 5 毫秒。
圖 3 +Vin = 5 V 時(shí) Vout 和功率轉換效率與輸出電流的關(guān)系。
空載功耗小于 500 W，大致平均分配在 U1 和振蕩器 RC 網(wǎng)絡(luò )之間。當 Vout 輕載時(shí)，它將地接近 -1.0 x V+。在負載下，它會(huì )以~160 mV/mA的速度下降。
如果需要在更高的 V+ 輸入（高達 10 V）下運行，則可以采用金屬柵極 CD4053B。當然，電容器的額定電壓需要相應更高。 |
