Una bomba de càrrega és un interruptor font d'alimentació en mode tipus, que crea múltiples discrets de la tensió d'entrada mitjançant un condensador. En baix electrònica de potència en determinades condicions, on tenim una baixa tensió, per exemple, 3,3V, però necessitem 5V. Per superar aquesta situació, fem servir un convertidor d’augment. Aquests convertidors són ineficients a baixes potències perquè consumeixen molta energia mentre funcionen, són un dispositiu sorollós i no funciona en funcionament invers. Per tant, per superar aquest problema, fem servir una font d'alimentació de tipus interruptor anomenada bomba de càrrega.
Què és una bomba de càrrega?
Definició: Una bomba de càrrega és una corrent continu Convertidor de CC , que produeix una sortida d'alta eficiència. Normalment operen a un nivell superior freqüència . També s’anomena volador
Característiques
A continuació es detallen les característiques generals de la bomba de càrrega que són
- Ús zero d’inductors al circuit
- L’EMI (inducció electromagnètica) radiada és mínima
- De construcció senzilla (un condensador d'entrada i dos de sortida).
Diagrama del circuit de la bomba de càrrega
El següent circuit sol consistir en un commutador “S” o a Etapa única de la bomba de càrrega El següent circuit mostra la construcció d’una bomba de càrrega de dues etapes on la sortida de la primera etapa es dóna com a entrada a la segona etapa i la sortida de la segona etapa es troba en cascada amb l’etapa de càrrega de sortida. Aquesta construcció permet a la bomba generar un voltatge de sortida elevat a partir del voltatge d’entrada inferior. Circuit de diverses etapes de la bomba de càrrega El funcionament d'una bomba de càrrega es pot explicar mitjançant un condensador. La funció bàsica d’un condensador és emmagatzemar o carregar i descarregar la càrrega sempre que sigui necessari. Per exemple, tenim un condensador de capacitat de 9V, on carreguem el condensador fins a 9V i el mesurem mitjançant Una bomba de càrrega de 3 etapes consta de 3 etapes de bomba de càrrega que es col·loquen en cascada una darrere l’altra juntament amb una Temporitzador IC 555 . Aquesta construcció augmenta el voltatge de sortida. Diagrama de circuits 3 Etapa Els 2 components principals que s’utilitzen són 555 temporitzador IC i circuit de bomba Un CI 555 consta de 8 pins, GND, gatell, sortida, reinici, font d'alimentació, condensador de descàrrega, llindar, tensió de control com es mostra a continuació. 555 Diagrama de pins IC Components utilitzats en un CI 555: condensador (desacoblament), 2 en nombre 100 desacoblament nF
”
Treball
La construcció del circuit pràctic
Components utilitzats
555 hores
Funció: El temporitzador utilitzat aquí genera un fitxer freqüència fins a 500 KHz, cosa que ajuda el condensador de la bomba a refrescar-se periòdicament de manera que no es redueixi la tensió de sortida.
Circuit IC 555
Circuit de bomba de càrrega
Els components que s’utilitzen en aquest circuit són 6 díodes IN4148 (o UF4007), 5 en condensadors electrolítics de 10 µF i condensadors electrolítics de 100 µF. A continuació es mostra el diagrama del circuit, l’entrada d’aquest circuit es pren del pin de sortida 3 de 555 IC. L’entrada permet que el condensador es carregui mitjançant el díode. Des del circuit podem observar que l'extrem negatiu del condensador està connectat a terra, quan la sortida del circuit augmenta, el pin negatiu del condensador també augmenta. Però, ja que sabem que el condensador emmagatzema la càrrega dins seu, el voltatge quan es mesura a través d’ell mostra un voltatge d’entrada doble.
Circuit de bomba de càrrega
Però la tensió de sortida obtinguda consisteix en un 50% de la ondulació, per tant, per superar aquest efecte de la ondulació a la sortida, afegim un circuit d’addició anomenat detector de pic com es mostra a continuació.
Detector de pics d'una bomba de càrrega
Bomba de càrrega com a inversor de tensió
Una bomba de càrrega no només produeix una tensió de sortida elevada, sinó que pot invertir-la. El diagrama del circuit és similar a un duplicador de tensió on el díode del circuit es connecta a la inversa, tal com es mostra a continuació.
Circuit inversor
Treball
Quan la sortida de 555 IC augmenta, el condensador es carrega i, quan la sortida IC baixa, el condensador es descarrega pel segon condensador en direcció inversa. Per tant, es genera una tensió negativa a la sortida del circuit.
Avantatges de la bomba de càrrega
Els avantatges següents són:
- Baix cost
- Ocupa menys superfície
- Compatible
- Es pot utilitzar en polaritat de tensió invertida
- Genera un voltatge de sortida elevat a partir del voltatge d’entrada baix.
Limitacions de la bomba de càrrega
A continuació es detallen les limitacions
- El corrent obtingut a la sortida és molt baix, però en alguns casos, si s’utilitza un CI compatible, podem obtenir un corrent de 100 mA a la sortida però amb menys eficiència.
- La sortida és indirectament proporcional a les etapes d’entrada. jo, e. si aquestes bombes s’afegeixen en totes les etapes, des del principi fins al final, per obtenir un voltatge de sortida elevat. Aquesta condició només augmenta la complexitat del sistema i no genera un voltatge de sortida elevat.
- L'eficiència depèn de la tensió de sortida.
Aplicacions
El aplicacions de la bomba de càrrega inclou el següent.
- S’utilitzen a EL-232 desplaçadors de nivell, que condueixen tant tensió positiva (+ 10V) com negativa (-10V) des del carril d'alimentació de 5V o 3V.
- Aplicació a LCD o blanc LED conductors , que generen una tensió de polarització elevada a partir d’un sol subministrament de baixa tensió
- Utilitzat en NMOS memòries i microprocessador a una tensió negativa VBB
- Utilitzat en Ponts H en conductors d’alta velocitat
- Voltatge doble
- Circuits de bucle de bloqueig de fase PLL .
Per tant, les bombes de càrrega són una de les aplicacions en electrònica de baixa potència, que genera un voltatge de sortida alt a partir d’un voltatge d’entrada baix. També s’anomena convertidor de condensador volador. Una sola etapa El circuit de la bomba de càrrega consisteix d’un condensador, un commutador o un díode connectat a una font de tensió. En algunes condicions, la tensió de sortida generada pot consistir en ondulacions, que es poden eliminar utilitzant un detector de pics en l'etapa de sortida. Aquests circuits també poden generar tensió de sortida invertida mitjançant la connexió del díode en polaritat inversa. El principal avantatge de la bomba de càrrega és que són altament eficients i de construcció senzilla.
