Čo je nabíjacie čerpadlo: práca a jeho aplikácie

Plniace čerpadlo je a prepínač typový napájací zdroj, ktorý pomocou kondenzátora vytvára diskrétne násobky vstupného napätia. V nízkej výkonová elektronika za určitých podmienok, keď máme nízke napätie, povedzme 3,3 V, ale požadujeme 5V. Na prekonanie tejto situácie používame zosilňovací prevodník. Tieto prevodníky sú pri nízkom výkone neefektívne, pretože počas prevádzky spotrebúvajú veľa energie, sú hlučným zariadením a nepracujú v opačnom režime. Preto na prekonanie tohto problému používame napájací zdroj typu prepínača, ktorý sa nazýva nabíjacie čerpadlo.

Čo je to nabíjacie čerpadlo?

Definícia: Plniace čerpadlo je jednosmerný prúd do Jednosmerný prevodník , ktorý produkuje vysoko efektívny výstup. Spravidla pracujú na vyššej frekvencia . Je tiež pomenovaný ako lietajúci

Charakteristiky

Nasledujú všeobecné charakteristiky plniaceho čerpadla, ktorými sú

• Nulové použitie tlmiviek v obvode
• EMI (elektromagnetická indukcia) vyžarovaná je minimálna
• Jednoduchá konštrukcia (jeden vstupný kondenzátor a dva výstupné kondenzátory).

Schéma zapojenia nabíjacieho čerpadla

Nasledujúci obvod obvykle pozostáva zo spínača „S“ alebo a

Jednostupňové nabíjacie čerpadlo

Nasledujúci obvod zobrazuje konštrukciu dvojstupňového plniaceho čerpadla, kde je výstup prvého stupňa uvedený ako vstup do druhého stupňa a výstup z druhého stupňa je kaskádovo spojený s výstupným stupňom zaťaženia. Táto konštrukcia umožňuje, aby čerpadlo generovalo vysoké výstupné napätie z nižšieho vstupného napätia.

Viacstupňový okruh plniaceho čerpadla

Pracovne

The fungovanie plniaceho čerpadla možno vysvetliť pomocou kondenzátora. Základnou funkciou kondenzátora je uskladnenie alebo nabitie a vybitie náboja, kedykoľvek je to potrebné. Napríklad máme kondenzátor s kapacitou 9 V, kde kondenzátor nabíjame až do 9 V a meriame pomocou

Budova praktického okruhu

3-stupňové plniace čerpadlo sa skladá z 3 stupňov plniaceho čerpadla, ktoré sú kaskádované jeden po druhom spolu s a 555 IC časovač . Táto konštrukcia zvyšuje výstupné napätie.

Schéma zapojenia 3, fáza

Použité komponenty

2 hlavné použité komponenty sú 555 IC a obvod čerpadla

555 hodín

555 IC sa skladá z 8 pinov, GND, Trigger, Výstup, Reset, Napájanie, Vybíjací kondenzátor, Prahová hodnota, Ovládacie napätie, ako je uvedené nižšie.

Schéma pinov 555 IC

Komponenty použité v 555 IC: kondenzátor (oddelenie), 2 v počte 100 nF oddelenie frekvencia až 500 KHz, čo pomáha kondenzátoru čerpadla pravidelne sa obnovovať, aby sa výstupné napätie nezvlnilo.

Obvod 555 IC

Obvod nabíjacieho čerpadla

Komponenty použité v tomto obvode sú 6 v počte diód IN4148 (alebo UF4007), 5 v množstve 10 µF elektrolytických kondenzátorov, 100 µF elektrolytické kondenzátory. Schéma zapojenia je znázornená nižšie, vstup do tohto obvodu je prevzatý z výstupného kolíka 3 obvodu 555 IC. Vstup umožňuje nabíjanie kondenzátora pomocou diódy. Z obvodu môžeme pozorovať, že záporný koniec kondenzátora je uzemnený, keď je výstup obvodu vysoký, záporný pin kondenzátora tiež stúpne. Ale ako vieme, že kondenzátor ukladá náboj už v ňom, napätie, keď sa meria naprieč, zobrazuje dvojnásobné vstupné napätie.

Obvod nabíjacieho čerpadla

Získané výstupné napätie ale pozostáva z 50% zvlnenia, a preto na prekonanie tohto zvlnenia na výstupe pridáme prídavný obvod s názvom detektor špičiek, ako je uvedené nižšie.

Detektor špičiek nabíjacieho čerpadla

Nabite čerpadlo ako menič napätia

Nabíjacie čerpadlo nielenže produkuje vysoké výstupné napätie, ale môže aj meniť výstupné napätie. Schéma zapojenia je podobná zdvojovaču napätia, kde je dióda v obvode zapojená opačne, ako je to znázornené nižšie,

Obvod invertora

Pracovne

Keď je výstup 555 IC vysoký, kondenzátor sa nabíja a keď je výstup IC nízky, kondenzátor sa vybíja cez druhý kondenzátor smerom dozadu. Preto generuje záporné napätie na výstupe z obvodu.

Výhody nabíjacieho čerpadla

Nasledujú výhody

• Nízke náklady
• Zaberá menšiu plochu
• Kompaktný
• Môže byť použitý v inverznej polarite napätia
• Generuje vysoké výstupné napätie z nízkeho vstupného napätia.

Obmedzenia nabíjacieho čerpadla

Nasledujú obmedzenia

• Prúd získaný na výstupe je veľmi nízky, ale v určitých prípadoch, ak sa použije kompatibilný IC, môžeme na výstupe získať prúd 100 mA, ale s menšou účinnosťou.
• Výstup je nepriamo úmerný vstupným stupňom. i. ak sa tieto čerpadlá pridávajú v každej fáze od začiatku do konca, aby sa získalo vysoké výstupné napätie. Tento stav iba zvyšuje zložitosť systému a negeneruje vysoké výstupné napätie.
• Účinnosť závisí od výstupného napätia.

Aplikácie

The aplikácie nabíjacieho čerpadla zahrňte nasledujúce.

• Používajú sa v RS-232 radenie úrovní, ktoré poháňa kladné (+ 10 V) aj záporné napätie (-10 V) z napájacej lišty 5V alebo 3V.
• Aplikácia v LCD alebo biele LED vodičov , ktoré generujú vysoké predpätie z jedného zdroja nízkeho napätia
• Použité v NMOS pamäte a mikroprocesor na záporné napätie VBB
• Použité v H mosty vo vysokorýchlostných vodičoch
• Napätie dvojnásobné
• Obvody PLL -fázového zámku .

Charge Pumps sú teda jednou z aplikácií v elektronike s nízkym výkonom, ktoré generujú vysoké výstupné napätie z nízkeho vstupného napätia. Je tiež pomenovaný ako prevodník lietajúcich kondenzátorov. Jednostupňová okruh nabíjacieho čerpadla pozostáva kondenzátora, spínača alebo diódy pripojenej k zdroju napätia. Za určitých podmienok môže generované výstupné napätie pozostávať z vlnení, ktoré je možné eliminovať použitím špičkového detektora vo výstupnom stupni. Tieto obvody môžu tiež generovať invertované výstupné napätie pripojením diódy v opačnej polarite. Hlavnou výhodou plniaceho čerpadla je, že je vysoko efektívny a má jednoduchú konštrukciu.