Co to jest pompa ładująca: działanie i jej zastosowania

Co to jest pompa ładująca: działanie i jej zastosowania

Pompa ładująca to przełącznik zasilacz typu, który tworzy dyskretne wielokrotności napięcia wejściowego za pomocą kondensatora. W niskim elektronika mocy w pewnych warunkach, gdzie mamy niskie napięcie powiedzmy 3,3V, ale potrzebujemy 5V. Aby przezwyciężyć tę sytuację, używamy konwertera doładowania. Te konwertery są nieefektywne przy niskich mocach, ponieważ zużywają dużo energii podczas pracy, są hałaśliwym urządzeniem i nie działają w trybie odwrotnym. Dlatego w celu rozwiązania tego problemu stosujemy zasilacz impulsowy zwany pompą ładującą.



Co to jest pompa ładująca?

Definicja: Pompa ładująca to DC do Konwerter DC , który zapewnia wysoką wydajność. Zwykle działają na wyższym poziomie częstotliwość . Jest również nazywany lataniem

Charakterystyka

Poniżej przedstawiono ogólną charakterystykę pompy ładującej, którą są





  • Zero użycia cewek w obwodzie
  • Promieniowanie EMI (indukcja elektromagnetyczna) jest minimalne
  • Prosta konstrukcja (jeden kondensator wejściowy i dwa kondensatory wyjściowe).

Schemat obwodu pompy ładującej

Następujący obwód składa się zwykle z przełącznika „S” lub

Jednostopniowa pompa ładująca



Poniższy obwód przedstawia budowę dwustopniowej pompy zasilającej, w której moc wyjściowa pierwszego stopnia jest podawana jako wejście do drugiego stopnia, a wyjście z drugiego stopnia jest kaskadowane z wyjściowym stopniem obciążenia. Taka konstrukcja pozwala pompie generować wysokie napięcie wyjściowe z niższego napięcia wejściowego.

Wielostopniowe

Wielostopniowy obwód pompy ładującej

Pracujący

Plik praca pompy ładującej można wyjaśnić za pomocą kondensatora. Podstawową funkcją kondensatora jest przechowywanie lub ładowanie i rozładowywanie ładunku w razie potrzeby. Na przykład mamy kondensator o pojemności 9V, gdzie ładujemy kondensator do 9V i mierzymy za pomocą

Budowa obwodu praktycznego

3-stopniowa pompa ładująca składa się z 3 stopni pompy ładującej, które są ułożone kaskadowo jeden po drugim wraz z 555 zegar IC . Taka konstrukcja zwiększa napięcie wyjściowe.

Schemat obwodu 3 etap

Schemat obwodu 3 etap

Używane komponenty

Dwa główne komponenty to układ scalony timera 555 i obwód pompy

555 godzin

Układ scalony 555 składa się z 8 pinów, GND, wyzwalacza, wyjścia, resetowania, zasilania, kondensatora rozładowania, progu, napięcia sterującego, jak pokazano poniżej.

555 Schemat pinów IC

555 Schemat pinów IC

Komponenty użyte w 555 IC: kondensator (oddzielenie), 2 w liczbie 100 nF oddzielenia częstotliwość do 500 kHz, co pomaga okresowo odświeżać kondensator pompy, aby napięcie wyjściowe nie ulegało falowaniu.

555 Obwód IC

555 Obwód IC

Obwód pompy ładującej

Komponenty użyte w tym obwodzie to 6 diod IN4148 (lub UF4007), 5 kondensatorów elektrolitycznych 10 µF, kondensatory elektrolityczne 100 µF. Schemat obwodu pokazano poniżej, wejście do tego obwodu jest pobierane ze styku wyjściowego 3 układu 555 IC. Wejście umożliwia ładowanie kondensatora za pomocą diody. Z obwodu możemy zauważyć, że ujemny koniec kondensatora jest uziemiony, gdy wyjście obwodu jest wysokie, ujemny pin kondensatora również przechodzi w stan wysoki. Ale ponieważ wiemy, że akumulatory kondensatora już się w nim ładują, napięcie mierzone w poprzek wyświetla podwójne napięcie wejściowe.

Obwód pompy ładującej

Obwód pompy ładującej

Ale otrzymane napięcie wyjściowe składa się w 50% z tętnienia, dlatego aby przezwyciężyć ten efekt tętnienia na wyjściu, dodajemy obwód dodawania zwany detektorem szczytowym, jak pokazano poniżej.

Detektor szczytów

Detektor szczytu pompy ładującej

Ładuj pompę jako falownik napięcia

Pompa ładująca nie tylko wytwarza wysokie napięcie wyjściowe, ale może odwrócić napięcie wyjściowe. Schemat obwodu jest podobny do podwajacza napięcia, w którym dioda w obwodzie jest podłączona odwrotnie, jak pokazano poniżej,

Obwód falownika

Obwód falownika

Pracujący

Kiedy moc wyjściowa układu scalonego 555 osiąga stan wysoki, kondensator ładuje się, a gdy wyjście układu scalonego jest niskie, kondensator rozładowuje się przez drugi kondensator w kierunku wstecznym. Stąd generowanie ujemnego napięcia na wyjściu z obwodu.

Zalety pompy ładującej

Oto zalety

  • Niska cena
  • Zajmuje mniejszą powierzchnię
  • Zagęszczalny
  • Może być stosowany przy odwróconej polaryzacji napięcia
  • Generuje wysokie napięcie wyjściowe z niskiego napięcia wejściowego.

Ograniczenia pompy ładującej

Poniżej przedstawiono ograniczenia

  • Prąd uzyskiwany na wyjściu jest bardzo mały, ale w niektórych przypadkach przy zastosowaniu kompatybilnego układu scalonego możemy uzyskać prąd 100mA na wyjściu, ale z mniejszą wydajnością.
  • Wyjście jest pośrednio proporcjonalne do stopni wejściowych. to znaczy. jeśli te pompy są dodawane na każdym etapie od początku do końca, aby uzyskać wysokie napięcie wyjściowe. Ten stan tylko zwiększa złożoność systemu i nie generuje wysokiego napięcia wyjściowego.
  • Sprawność zależy od napięcia wyjściowego.

Aplikacje

Plik zastosowania pompy ładującej obejmują następujące elementy.

Dlatego pompy ładujące są jednym z zastosowań w elektronice małej mocy, która generuje wysokie napięcie wyjściowe z niskiego napięcia wejściowego. Jest również nazywany latającym konwerterem kondensatorów. Jednostopniowy obwód pompy zasilającej składa się kondensatora, przełącznika lub diody podłączonej do źródła napięcia. W niektórych warunkach generowane napięcie wyjściowe może składać się z tętnień, które można wyeliminować za pomocą detektora wartości szczytowej na stopniu wyjściowym. Obwody te mogą również generować odwrócone napięcie wyjściowe przez podłączenie diody z odwrotną polaryzacją. Główną zaletą pomp zasilających jest to, że są bardzo wydajne, proste w budowie.