ما هي مضخة الشحن: العمل وتطبيقاتها

ما هي مضخة الشحن: العمل وتطبيقاتها

مضخة الشحن هي أ تحول نوع مزود الطاقة في وضع النوع ، والذي ينتج عنه مضاعفات منفصلة لجهد الدخل باستخدام مكثف. في منخفض إلكترونيات الطاقة في ظروف معينة ، حيث يكون لدينا جهد منخفض ، يقول 3.3 فولت ، لكننا نحتاج إلى 5 فولت. للتغلب على هذا الموقف ، نستخدم محول دفعة. هذه المحولات غير فعالة عند استخدام الطاقة المنخفضة لأنها تستهلك الكثير من الطاقة أثناء التشغيل ، فهي عبارة عن جهاز مزعج ولا تعمل في حالة التشغيل العكسي. ومن ثم من أجل التغلب على هذه المشكلة ، نستخدم مصدر طاقة في وضع التبديل يسمى مضخة الشحن.



ما هي مضخة الشحن؟

تعريف: مضخة الشحن هي العاصمة ل محول DC ، التي تنتج مخرجات عالية الكفاءة. عادة ما تعمل في مكان أعلى تكرر . ويسمى أيضا بالطيران

صفات

فيما يلي الخصائص العامة لمضخة الشحن





  • الاستخدام الصفري للمحثات في الدائرة
  • يشع EMI (الحث الكهرومغناطيسي) هو الحد الأدنى
  • بسيط في البناء (مكثف إدخال واحد ومكثف إخراج اثنين).

رسم تخطيطي لدائرة مضخة الشحن

تتكون الدائرة التالية عادة من مفتاح “S” أو a مرحلة واحدة لمضخة الشحن

مرحلة واحدة لمضخة الشحن



توضح الدائرة أدناه إنشاء مضخة شحن ذات مرحلتين حيث يتم إعطاء خرج المرحلة الأولى كمدخل إلى المرحلة الثانية ويتسلسل خرج المرحلة الثانية بمرحلة تحميل الإخراج. يسمح هذا البناء للمضخة بتوليد جهد خرج عالي من جهد الدخل المنخفض.

متعدد المراحل

دارة متعددة المراحل لمضخة الشحن

عمل

ال تعمل مضخة الشحن يمكن تفسيره باستخدام مكثف. تتمثل الوظيفة الأساسية للمكثف في تخزين الشحنة أو شحنها وتفريغها عند الضرورة. على سبيل المثال ، لدينا مكثف سعة 9 فولت ، حيث نشحن المكثف حتى 9 فولت ونقيسه باستخدام

بناء الحلبة العملية

تتكون مضخة شحن ثلاثية المراحل من 3 مراحل مضخة شحن متتالية واحدة تلو الأخرى مع a 555 IC المؤقت . هذا البناء يزيد من جهد الخرج.

مخطط الدائرة 3 المرحلة

مخطط الدائرة 3 المرحلة

المكونات المستخدمة

المكونان الرئيسيان المستخدمان هما 555 المؤقت IC ودائرة المضخة

555 ساعة

يتكون A 555 IC من 8 دبابيس ، GND ، مشغل ، إخراج ، إعادة تعيين ، مصدر طاقة ، مكثف تفريغ ، عتبة ، تحكم في الجهد كما هو موضح أدناه.

555 IC مخطط دبوس

555 IC مخطط دبوس

المكونات المستخدمة في 555 IC: مكثف (فصل) ، 2 في عدد 100 nF فصل تكرر حتى 500 كيلو هرتز ، مما يساعد مكثف المضخة على التحديث بشكل دوري بحيث لا يتم تموج الجهد الناتج.

555 دائرة إيك

555 دائرة إيك

دائرة مضخة الشحن

المكونات المستخدمة في هذه الدائرة هي 6 في عدد الثنائيات IN4148 (أو UF4007) ، 5 في رقم 10 مكثفات التحليل الكهربائي ، 100 درجة فهرنهايت المكثفات الإلكتروليتية. يظهر مخطط الدائرة أدناه ، يتم أخذ مدخلات هذه الدائرة من دبوس الإخراج 3 من 555 IC. يسمح الإدخال للمكثف بالشحن باستخدام الصمام الثنائي. من الدائرة يمكننا أن نلاحظ أن الطرف السالب للمكثف مؤرض ، عندما يرتفع خرج الدائرة ، يرتفع دبوس المكثف السالب أيضًا. ولكن كما نعلم أن المكثف يخزن الشحنة بداخله بالفعل ، فإن الجهد عند قياسه عبره يعرض جهد دخل مزدوج.

دائرة مضخة الشحن

دائرة مضخة الشحن

لكن الجهد الناتج الذي تم الحصول عليه يتكون من 50٪ من التموج ، ومن ثم للتغلب على تأثير التموج عند الخرج ، نضيف دائرة إضافية تسمى كاشف الذروة كما هو موضح أدناه.

كاشف الذروة

كاشف ذروة مضخة الشحن

مضخة الشحن كمحول جهد كهربائي

لا تنتج مضخة الشحن جهد خرج عالي فحسب ، بل يمكنها أيضًا قلب جهد الخرج. مخطط الدائرة مشابه لمضاعف الجهد حيث يتم توصيل الصمام الثنائي في الدائرة بشكل عكسي كما هو موضح أدناه ،

دائرة العاكس

دائرة العاكس

عمل

عندما يرتفع ناتج 555 IC ، ترتفع رسوم المكثف وعندما ينخفض ​​خرج IC ، يفرغ المكثف عبر المكثف الثاني في اتجاه خلفي. ومن ثم توليد جهد سلبي عند خارج الدائرة.

مزايا مضخة الشحن

فيما يلي المزايا

  • تكلفة منخفضة
  • تحتل مساحة أقل
  • قابل للضغط
  • يمكن استخدامها في قطبية الجهد العكسي
  • يولد جهد الخرج العالي من جهد الدخل المنخفض.

حدود مضخة الشحن

فيما يلي القيود

  • التيار الذي يتم الحصول عليه عند الخرج منخفض جدًا ، ولكن في بعض الحالات ، إذا تم استخدام IC متوافق ، فيمكننا الحصول على تيار 100mA عند الخرج ولكن بكفاءة أقل.
  • الإخراج يتناسب بشكل غير مباشر مع مراحل الإدخال. بمعنى آخر. إذا تم إضافة هذه المضخات في كل مرحلة من البداية إلى النهاية من أجل الحصول على جهد خرج عالي. هذه الحالة تزيد فقط من تعقيد النظام ولا تولد جهد خرج عالي.
  • تعتمد الكفاءة على جهد الخرج.

التطبيقات

ال تطبيقات مضخة الشحن تشمل ما يلي.

  • يتم استخدامها في RS-232 مبدلات المستوى ، والتي تقود الجهد الموجب (+ 10 فولت) والسالب (-10 فولت) من سكة إمداد الطاقة 5 فولت أو 3 فولت.
  • التطبيق بتنسيق شاشة LCD أم أبيض يؤدى السائقين ، والتي تولد جهدًا متحيزًا عاليًا من مصدر جهد منخفض واحد
  • مستعمل في NMOS الذكريات والمعالجات الدقيقة لجهد سلبي VBB
  • مستعمل في ح الجسور في السائقين عالية السرعة
  • ضعف الجهد
  • دوائر PLL -Phase Lock Loop .

وبالتالي ، تعد مضخات الشحن أحد التطبيقات في الإلكترونيات منخفضة الطاقة ، والتي تولد جهد خرج عالي من جهد إدخال منخفض. ويسمى أيضًا بمحول مكثف الطيران. مرحلة واحدة تتكون دائرة مضخة الشحن مكثف أو مفتاح أو صمام ثنائي متصل بمصدر جهد. في بعض الظروف ، قد يتكون جهد الخرج المتولد من تموجات يمكن التخلص منها باستخدام كاشف ذروة في مرحلة الإخراج. يمكن أن تولد هذه الدوائر أيضًا جهد خرج مقلوب عن طريق توصيل الصمام الثنائي في قطبية عكسية. الميزة الرئيسية لمضخة الشحن هي أنها عالية الكفاءة وبسيطة في البناء.