Ano ang Charge Pump: Paggawa at Mga Application nito

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Ang isang singil na bomba ay a lumipat uri ng power supply na mode, na lumilikha ng mga discrete na multiply ng input boltahe gamit ang isang kapasitor. Sa mababang electronics ng kuryente sa ilang mga kundisyon, kung saan mayroon kaming isang mababang boltahe sabihin 3.3V, ngunit nangangailangan kami ng 5V. Upang mapagtagumpayan ang sitwasyong ito, gumagamit kami ng isang boost converter. Ang mga converter na ito ay hindi mabisa sa mababang kapangyarihan dahil ubusin nila ang lakas habang tumatakbo, maingay na aparato at hindi gumagana sa reverse operasyon. Samakatuwid upang mapagtagumpayan ang problemang ito gumagamit kami ng isang uri ng switch mode power supply na tinatawag na charge pump.

Ano ang isang Charge Pump?

Kahulugan: Ang isang charge pump ay isang DC patungo DC converter , na gumagawa ng isang mahusay na mahusay na output. Karaniwan silang gumana sa mas mataas dalas . Pinangalanan din ito bilang paglipad

Mga Katangian

Ang mga sumusunod ay ang mga pangkalahatang katangian ng singil ang mga ito

Charge Pump Circuit Diagram

Ang folowing circuit ay karaniwang binubuo ng isang switch na 'S' o a

Single Stage ng Charge Pump

Single Stage ng Charge Pump

Ipinapakita ng circuit sa ibaba ang pagtatayo ng isang two-stage charge pump kung saan ang output ng unang yugto ay ibinibigay bilang input sa pangalawang yugto at ang output mula sa ikalawang yugto ay sinamsam ng yugto ng pag-load ng output. Pinapayagan ng konstruksyon na ito ang bomba na makabuo ng isang mataas na boltahe ng output mula sa mas mababang boltahe ng pag-input.

Multi Entablado

Multi-Stage Circuit ng Charge Pump

Nagtatrabaho

Ang pagtatrabaho ng isang charge pump maaaring ipaliwanag gamit ang isang kapasitor. Ang pangunahing pag-andar ng isang kapasitor ay ang mag-imbak o singilin at maipalabas ang pagsingil kung kinakailangan. Halimbawa, mayroon kaming isang capacitor ng capacitance 9V, kung saan sisingilin kami ng capacitor hanggang sa 9V at sumusukat gamit ang isang

Ang Pagtatayo ng Praktikal na Circuit

Ang isang 3-yugto na singil na bomba ay binubuo ng 3 mga yugto ng singil na bomba na kung saan ay isinalansan nang sunud-sunod kasama ng 555 IC timer . Ang konstruksyon na ito ay nagdaragdag ng boltahe ng output.

Circuit Diagram 3 Yugto

Circuit Diagram 3 Yugto

Mga Ginamit na Bahagi

Ang 2 pangunahing sangkap na ginamit ay 555 timer IC at pump circuit

555 Mga Oras

Ang isang 555 IC ay binubuo ng 8 mga pin, GND, Trigger, Output, Reset, Power Supply, Discharge Capacitor, Threshold, Control Voltage tulad ng ipinakita sa ibaba.

555 IC Pin Diagram

555 IC Pin Diagram

Mga Bahagi na Ginamit sa isang 555 IC: kapasitor (decoupling), 2 sa bilang 100 nF decoupling dalas hanggang sa 500KHz, na makakatulong sa pump capacitor na mag-refresh ng pana-panahon upang ang boltahe ng output ay hindi ripleng.

555 IC Circuit

555 IC Circuit

Charge Pump Circuit

Ang mga sangkap na ginamit sa circuit na ito ay 6 sa bilang na IN4148 diode (o UF4007), 5 sa bilang 10 µF electrolytic capacitors, 100 µF electrolytic capacitors. Ang circuit diagram ay ipinapakita sa ibaba, ang input sa circuit na ito ay kinuha mula sa output pin 3 ng 555 IC. Pinapayagan ng input na mag-charge ang capacitor gamit ang diode. Mula sa circuit maaari nating obserbahan na ang negatibong dulo ng capacitor ay na-grounded, kapag ang output ng circuit ay napupunta ang capacitor negatibong pin ay napupunta din nang mataas. Ngunit alam natin na ang mga tindahan ng capacitor ay nagcha-charge na sa loob nito, ang boltahe kapag sinusukat sa kabuuan nito ay nagpapakita ng isang doble na boltahe ng pag-input.

Charge Pump Circuit

Charge Pump Circuit

Ngunit ang nakuha na boltahe ng output ay binubuo ng 50% ng ripple, samakatuwid upang mapagtagumpayan ang ripple effect na ito sa output, nagdagdag kami ng isang karagdagan circuit na tinatawag na rurok na detektor tulad ng ipinakita sa ibaba.

Tuktok Detektor

Peak Detector ng isang Charge Pump

Charge Pump bilang Voltage Inverter

Ang isang charge pump ay hindi lamang gumagawa ng mataas na boltahe ng output ngunit maaaring baligtarin ang output boltahe. Ang diagram ng circuit ay katulad ng isang voltage doble kung saan ang diode sa circuit ay konektado sa reverse tulad ng ipinakita sa ibaba,

Inverter Circuit

Inverter Circuit

Nagtatrabaho

Kapag ang output ng 555 IC ay napupunta mataas ang singil ng capacitor at kapag ang output ng IC ay bumaba ang capacitor ay nagpapalabas sa pamamagitan ng ika-2 kapasitor sa isang pabalik na direksyon. Samakatuwid bumubuo ng isang negatibong boltahe sa labas ng circuit.

Mga kalamangan ng Charge Pump

Ang mga sumusunod ay ang mga kalamangan

  • Mura
  • Sumasakop sa mas kaunting lugar
  • Masisiksik
  • Maaaring magamit sa invert boltahe polarity
  • Bumubuo ng mataas na boltahe ng output mula sa mababang boltahe ng pag-input.

Mga limitasyon ng Charge Pump

Ang mga sumusunod ay ang mga limitasyon

  • Ang kasalukuyang nakuha sa output ay napakababa, ngunit sa ilang mga kaso, kung ang katugma na IC ay ginagamit, maaari kaming makakuha ng 100mA kasalukuyang sa output ngunit may mas kaunting kahusayan.
  • Ang output ay hindi direktang proporsyonal sa mga yugto ng pag-input. ako, e. kung ang mga pump na ito ay idinagdag sa bawat yugto mula sa simula hanggang sa pagtatapos upang makakuha ng mataas na boltahe ng output. Ang kondisyong ito ay nagdaragdag lamang ng pagiging kumplikado ng system at hindi nakakabuo ng isang mataas na boltahe ng output.
  • Ang kahusayan ay nakasalalay sa boltahe ng output.

Mga Aplikasyon

Ang mga aplikasyon ng singil na bomba isama ang sumusunod.

  • Ginagamit ang mga ito sa RS-232 mga antas ng shifters, na humihimok ng parehong positibo (+ 10V) at negatibong boltahe (-10V) mula sa 5V o 3V power supply rail.
  • Paglalapat sa LCD o maputi LED mga driver , na bumubuo ng mataas na boltahe ng bias mula sa isang solong mababang boltahe na supply
  • Ginamit sa NMOS mga alaala at microprocessor sa isang negatibong boltahe VBB
  • Ginamit sa H tulay sa mga nagmamaneho ng matulin
  • Dobleng boltahe
  • PLL -Phase Lock Loop circuit .

Kaya, ang mga Charge Pump ay isa sa mga application sa mababang electronics na kapangyarihan, na bumubuo ng mataas na boltahe ng output mula sa isang mababang boltahe ng pag-input. Pinangalanan din ito bilang lumilipad na converter ng capacitor. Isang solong-yugto binubuo ang circuit pump ng singil ng isang kapasitor, isang switch, o isang diode na konektado sa isang mapagkukunan ng boltahe. Sa ilang mga kundisyon, ang nabuo na boltahe ng output ay maaaring binubuo ng mga ripples, na maaaring matanggal gamit ang isang rurok na detector sa yugto ng paglabas. Ang mga circuit na ito ay maaari ring makabuo ng inverted output voltage sa pamamagitan ng pagkonekta sa diode sa reverse polarity. Ang pangunahing bentahe ng singil pump ay ang mga ito ay lubos na mahusay, simple sa konstruksyon.