Qu'est-ce que la pompe de charge: fonctionnement et ses applications

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Une pompe de charge est un changer alimentation en mode type, qui crée des multiples discrets de la tension d'entrée à l'aide d'un condensateur. En basse électronique de puissance dans certaines conditions, où nous avons une basse tension, disons 3,3 V, mais nous avons besoin de 5 V. Afin de surmonter cette situation, nous utilisons un convertisseur boost. Ces convertisseurs sont inefficaces à faible puissance car ils consomment beaucoup d'énergie en fonctionnement, ils sont des appareils bruyants et ne fonctionnent pas en marche arrière. Par conséquent, afin de surmonter ce problème, nous utilisons une alimentation à découpage appelée pompe de charge.

Qu'est-ce qu'une pompe de charge?

Définition: Une pompe de charge est un DC à Convertisseur DC , qui produit une sortie à haut rendement. Ils fonctionnent généralement à un la fréquence . Il est également nommé comme volant

Caractéristiques

Voici les caractéristiques générales de la pompe de charge qu'ils sont

Schéma du circuit de la pompe de charge

Le circuit suivant se compose généralement d'un interrupteur «S» ou d'un

Étape unique de la pompe de charge

Le circuit ci-dessous montre la construction d'une pompe de charge à deux étages où la sortie du premier étage est donnée comme entrée au deuxième étage et la sortie du deuxième étage est en cascade avec l'étage de charge de sortie. Cette construction permet à la pompe de générer une tension de sortie élevée à partir de la tension d'entrée inférieure.

Multi Stage

Circuit à plusieurs étages de la pompe de charge

Travail

Le fonctionnement d'une pompe de charge peut être expliqué à l'aide d'un condensateur. La fonction de base d'un condensateur est de stocker ou de charger et de décharger la charge chaque fois que nécessaire. Par exemple, nous avons un condensateur de capacité 9V, où nous chargeons le condensateur jusqu'à 9V et mesurons à l'aide d'un

La construction du circuit pratique

Une pompe de charge à 3 étages se compose de 3 étages de pompe de charge qui sont montés en cascade l'un après l'autre avec un 555 minuterie IC . Cette construction augmente la tension de sortie.

Schéma de circuit 3 étapes

Schéma de circuit 3 étapes

Composants utilisés

Les 2 principaux composants utilisés sont le circuit intégré de minuterie 555 et le circuit de pompe

555 heures

Un circuit intégré 555 se compose de 8 broches, GND, déclencheur, sortie, réinitialisation, alimentation, condensateur de décharge, seuil, tension de commande comme indiqué ci-dessous.

Schéma des broches 555 IC

Schéma des broches 555 IC

Composants utilisés dans un circuit intégré 555: condensateur (découplage), 2 en nombre 100 nF découplage

Fonction: La minuterie utilisée ici génère un la fréquence jusqu'à 500 KHz, ce qui aide le condensateur de la pompe à se rafraîchir périodiquement afin que la tension de sortie ne soit pas ondulée.

Circuit IC 555

Circuit IC 555

Circuit de pompe de charge

Les composants utilisés dans ce circuit sont 6 diodes IN4148 (ou UF4007), 5 condensateurs électrolytiques 10 µF, condensateurs électrolytiques 100 µF. Le schéma de circuit est illustré ci-dessous, l'entrée de ce circuit est prise à partir de la broche de sortie 3 du 555 IC. L'entrée permet au condensateur de se charger à l'aide de la diode. À partir du circuit, nous pouvons observer que l'extrémité négative du condensateur est mise à la terre, lorsque la sortie du circuit devient élevée, la broche négative du condensateur devient également élevée. Mais comme nous savons que le condensateur stocke déjà la charge à l'intérieur, la tension mesurée à travers elle affiche une double tension d'entrée.

Circuit de pompe de charge

Circuit de pompe de charge

Mais la tension de sortie obtenue est constituée de 50% d'ondulation, donc pour pallier cet effet d'ondulation en sortie, on ajoute un circuit d'addition appelé détecteur de crête comme illustré ci-dessous.

Détecteur de crête

Détecteur de crête d'une pompe de charge

Pompe de charge comme inverseur de tension

Une pompe de charge produit non seulement une tension de sortie élevée, mais peut inverser la tension de sortie. Le schéma de circuit est similaire à un doubleur de tension où la diode dans le circuit est connectée à l'envers comme indiqué ci-dessous,

Circuit inverseur

Circuit inverseur

Travail

Lorsque la sortie de 555 IC devient élevée, le condensateur se charge et lorsque la sortie IC devient faible, le condensateur se décharge à travers le deuxième condensateur dans une direction vers l'arrière. Générant ainsi une tension négative à la sortie du circuit.

Avantages de la pompe de charge

Voici les avantages

  • À bas prix
  • Occupe moins de surface
  • Compactable
  • Peut être utilisé en inversant la polarité de la tension
  • Génère une tension de sortie élevée à partir de la tension d'entrée basse.

Limitations de la pompe de charge

Voici les limites

  • Le courant obtenu en sortie est très faible, mais dans certains cas, si un circuit intégré compatible est utilisé, on peut obtenir un courant de 100 mA en sortie mais avec moins d'efficacité.
  • La sortie est indirectement proportionnelle aux étages d'entrée. c'est à dire. si ces pompes sont ajoutées à chaque étape du début à la fin afin d'obtenir une tension de sortie élevée. Cette condition ne fait qu'augmenter la complexité du système et ne génère pas une tension de sortie élevée.
  • L'efficacité dépend de la tension de sortie.

Applications

Le applications de la pompe de charge inclure les éléments suivants.

  • Ils sont utilisés dans RS-232 manettes de niveau, qui entraînent à la fois une tension positive (+ 10 V) et négative (-10 V) à partir d'un rail d'alimentation 5 V ou 3 V.
  • Application dans LCD ou blanc LED Conducteurs , qui génèrent une tension de polarisation élevée à partir d'une seule alimentation basse tension
  • Utilisé dans NMOS mémoires et microprocesseur à une tension négative VBB
  • Utilisé dans Ponts en H dans les pilotes à grande vitesse
  • Voltage doubler
  • Circuits de boucle de verrouillage de phase PLL .

Ainsi, les pompes de charge sont l'une des applications de l'électronique de faible puissance, qui génère une tension de sortie élevée à partir d'une tension d'entrée faible. Il est également appelé convertisseur de condensateur volant. Une seule étape le circuit de la pompe de charge se compose d'un condensateur, d'un interrupteur ou d'une diode connectée à une source de tension. Dans certaines conditions, la tension de sortie générée peut être constituée d'ondulations, qui peuvent être éliminées à l'aide d'un détecteur de crête à l'étage de sortie. Ces circuits peuvent également générer une tension de sortie inversée en connectant la diode en polarité inverse. Le principal avantage de la pompe de charge est qu'elle est très efficace et de construction simple.