Kaj je polnilna črpalka: Delo in njene aplikacije

Polnilna črpalka je a stikalo napajanje tipa, ki s pomočjo kondenzatorja ustvari diskretne večkratnike vhodne napetosti. V nizki močnostna elektronika v določenih pogojih, kjer imamo nizko napetost, recimo 3,3 V, potrebujemo pa 5 V. Da bi odpravili to situacijo, uporabljamo pretvornik pospeševanja. Ti pretvorniki so pri nizki moči neučinkoviti, ker med delovanjem porabijo veliko energije, so hrupna naprava in ne delujejo v obratnem načinu. Da bi rešili to težavo, uporabljamo napajalnik s stikalnim načinom, imenovan polnilna črpalka.

Kaj je črpalka za polnjenje?

Opredelitev: Polnilna črpalka je enosmerna do Enosmerni pretvornik , ki ustvarja visoko učinkovit izhod. Običajno delujejo na višjem frekvenca . Imenuje se tudi kot letenje

Značilnosti

Spodaj so navedene splošne značilnosti polnilne črpalke

• Ničelna uporaba induktorjev v vezju
• EMI (elektromagnetna indukcija) je najmanjša
• Preprosta konstrukcija (en vhodni kondenzator in dva izhodna kondenzatorja).

Shema vezja polnilne črpalke

Naslednje vezje je običajno sestavljeno iz stikala 'S' ali a

Enostopenjska črpalka za polnjenje

Spodnje vezje prikazuje konstrukcijo dvostopenjske črpalke za polnjenje, kjer je izhod prve stopnje podan kot vhod v drugo stopnjo, izhod iz druge stopnje pa je kaskaden z stopnjo izhodne obremenitve. Ta konstrukcija omogoča črpalki, da generira visoko izhodno napetost iz spodnje vhodne napetosti.

Večstopenjsko vezje črpalke za polnjenje

Delo

The delovanje polnilne črpalke je mogoče razložiti s pomočjo kondenzatorja. Osnovna funkcija kondenzatorja je shranjevanje, polnjenje in praznjenje naboja, kadar je to potrebno. Na primer, imamo kondenzator kapacitivnosti 9V, kjer napolnimo kondenzator do 9V in merimo z uporabo

Zgradba praktičnega kroga

Tristopenjska polnilna črpalka je sestavljena iz treh stopenj polnilne črpalke, ki so kaskadno ena za drugo skupaj z a 555 IC časovnik . Ta konstrukcija poveča izhodno napetost.

Shema vezja 3 stopnja

Uporabljene komponente

Dve glavni uporabljeni komponenti sta 555 IC časovnika in vezje črpalke

555 ur

IC 555 je sestavljen iz 8 nožic, GND, sprožilca, izhoda, ponastavitve, napajanja, praznjenja kondenzatorja, praga, krmilne napetosti, kot je prikazano spodaj.

555 Diagram IC pin

Komponente, uporabljene v 555 IC: kondenzator (ločevanje), 2 v ločitvi 100 nF frekvenca do 500KHz, kar pomaga kondenzatorju črpalke, da se občasno osveži, tako da izhodna napetost ni valovita.

555 IC vezje

Krog polnilne črpalke

V tem vezju so uporabljene 6 diod IN4148 (ali UF4007), 5 elektrolitskih kondenzatorjev 10 µF in 100 µF elektrolitskih kondenzatorjev. Shema vezja je prikazana spodaj, vhod v to vezje je vzet iz izhodnega zatiča 3 555 IC. Vhod omogoča polnjenje kondenzatorja z uporabo diode. Iz vezja lahko opazimo, da je negativni konec kondenzatorja ozemljen, ko je izhod vezja visok, negativni pin kondenzatorja prav tako postane visok. Ker pa vemo, da kondenzator že hrani naboj v njem, napetost, merjena na njem, prikazuje dvojno vhodno napetost.

Krog polnilne črpalke

Toda dobljena izhodna napetost je sestavljena iz 50% valovanja, zato, da bi premagali ta učinek valovanja na izhodu, dodamo dodatno vezje, imenovano detektor vrhov, kot je prikazano spodaj.

Detektor vrha polnilne črpalke

Polnilna črpalka kot pretvornik napetosti

Polnilna črpalka ne proizvaja samo visoke izhodne napetosti, temveč lahko invertira izhodno napetost. Shema vezij je podobna dvojnemu napetosti, kjer je dioda v vezju priključena vzvratno, kot je prikazano spodaj,

Vezje pretvornika

Delo

Ko izhod 555 IC postane visok, se kondenzator napolni in ko izhod IC pade nizko, se kondenzator izprazni skozi drugi kondenzator v smeri nazaj. Tako ustvarimo negativno napetost na izhodu iz vezja.

Prednosti polnilne črpalke

Sledijo prednosti

• Poceni
• Zaseda manj površine
• Udobno
• Lahko se uporablja pri polarnosti inverzne napetosti
• Iz nizke vhodne napetosti ustvarja visoko izhodno napetost.

Omejitve polnilne črpalke

Sledijo omejitve

• Tok, pridobljen na izhodu, je zelo nizek, vendar lahko v določenih primerih, če uporabimo združljivo IC, dobimo tok 100 mA na izhodu, vendar z manjšo učinkovitostjo.
• Izhod je posredno sorazmeren vhodnim stopnjam. i, e. če so te črpalke dodane v vsaki fazi od začetka do konca, da se doseže visoka izhodna napetost. Ta pogoj samo poveča zapletenost sistema in ne ustvarja visoke izhodne napetosti.
• Učinkovitost je odvisna od izhodne napetosti.

Aplikacije

The uporabe polnilne črpalke vključujejo naslednje.

• Uporabljajo se v RS-232 nivojski prestavniki, ki poganjajo pozitivno (+ 10V) in negativno napetost (-10V) s 5V ali 3V napajalne tirnice.
• Prijava v LCD ali belo LED vozniki , ki generirajo visoko pristransko napetost iz enega samega nizkonapetostnega napajanja
• Uporablja se v NMOS pomnilniki in mikroprocesor na negativno napetost VBB
• Uporablja se v H mostovi v hitrih voznikih
• Napetost dvojna
• PLL -Fase Lock Lock Circuits .

Tako so polnilne črpalke ena od aplikacij v elektroniki z majhno močjo, ki iz nizke vhodne napetosti ustvarja visoko izhodno napetost. Imenuje se tudi kot leteči kondenzatorski pretvornik. Enostopenjska vezje polnilne črpalke je sestavljeno kondenzatorja, stikala ali diode, priključene na vir napetosti. V nekaterih pogojih lahko ustvarjena izhodna napetost vsebuje valove, ki jih je mogoče odpraviti z detektorjem vrha na izhodni stopnji. Ta vezja lahko ustvarijo tudi obrnjeno izhodno napetost s povezovanjem diode v obratni polarnosti. Glavna prednost polnilne črpalke je, da so zelo učinkovite in enostavne gradnje.