מהי משאבת מטען: עבודה ויישומיה

נסה את הכלי שלנו לביטול בעיות





משאבת טעינה היא א החלף ספק כוח במצב סוג, שיוצר מכפילים נפרדים של מתח הכניסה באמצעות קבלים. בשפל אלקטרוניקה כוח בתנאים מסוימים, שבהם יש לנו מתח נמוך נניח 3.3V, אך אנו דורשים 5V. על מנת להתגבר על מצב זה אנו משתמשים בממיר דחיפה. ממירים אלה אינם יעילים בהספקים נמוכים מכיוון שהם צורכים הרבה כוח בזמן ההפעלה, הם מכשיר רועש ואינם פועלים בהפעלה הפוכה. מכאן שעל מנת להתגבר על בעיה זו אנו משתמשים בספק חשמל במצב מתג הנקרא משאבת מטען.

מהי משאבת מטען?

הַגדָרָה: משאבת טעינה היא DC ל ממיר DC , שמייצר תפוקה יעילה ביותר. בדרך כלל הם פועלים במחיר גבוה יותר תדירות . זה נקרא גם כמעופף

מאפיינים

להלן המאפיינים הכלליים של משאבת הטעינה שהם

תרשים מעגל משאבת מטען

המעגל העוקב מורכב בדרך כלל ממתג 'S' או a

שלב יחיד של משאבת מטען

שלב יחיד של משאבת מטען

המעגל שלהלן מציג בנייה של משאבת טעינה דו-שלבית בה התפוקה של השלב הראשון ניתנת כקלט לשלב השני והפלט מהשלב השני מפלס עם שלב עומס הפלט. קונסטרוקציה זו מאפשרת למשאבה לייצר מתח יציאה גבוה ממתח הכניסה הנמוך.

רב שלבי

מעגל רב-שלבי של משאבת טעינה

עובד

ה עבודה של משאבת טעינה ניתן להסביר באמצעות קבלים. תפקידו הבסיסי של קבלים הוא לאחסן או לטעון ולפרוק את המטען במידת הצורך. לדוגמא, יש לנו קבל בעל קיבול 9V, שם אנו טוענים את הקבל עד 9V ומודדים באמצעות

בניית המעגל המעשי

משאבת טעינה תלת-שלבית מורכבת משלושה שלבי משאבת טעינה אשר מדורגים בזה אחר זה יחד עם א טיימר IC 555 . קונסטרוקציה זו מגדילה את מתח המוצא.

תרשים מעגל 3 שלב

תרשים מעגל 3 שלב

רכיבים בשימוש

2 הרכיבים העיקריים המשמשים הם 555 IC טיימר ומעגל משאבה

555 שעות

IC 555 מורכב משמונה פינים, GND, טריגר, פלט, איפוס, ספק כוח, קבל פריקה, סף, מתח בקרה כמוצג להלן.

555 תרשים סיכות IC

555 תרשים סיכות IC

רכיבים המשמשים 555 IC: קַבָּל (ניתוק), 2 במספר 100 nF ניתוק תדירות עד 500 קילוהרץ, מה שעוזר לקבל המשאבות להתרענן מעת לעת, כך שמתח המוצא לא יזלזל.

מעגל IC 555

מעגל IC 555

מעגל משאבת מטען

הרכיבים המשמשים במעגל זה הם 6 דיודות IN4148 במספר (או UF4007), 5 במספר קבלים אלקטרוליטיים 10 µF, קבלים אלקטרוליטיים 100 µF. תרשים המעגל מוצג להלן, הקלט למעגל זה נלקח מסיכת הפלט 3 של 555 IC. הקלט מאפשר לטעון את הקבל באמצעות הדיודה. מהמעגל אנו יכולים לראות כי הקצה השלילי של הקבל מקורקע, כאשר פלט המעגל עולה גבוה גם הפין השלילי של הקבל עולה גבוה. אך כידוע שהקבלים מאחסנים מטען בתוכו כבר, המתח במדידתו מציג מתח כניסה כפול.

מעגל משאבת מטען

מעגל משאבת מטען

אך מתח המוצא המתקבל מורכב מ- 50% אדווה, ולכן על מנת להתגבר על אפקט האדווה הזה ביציאה, אנו מוסיפים מעגל תוספת הנקרא גלאי שיא כמוצג להלן.

גלאי שיא

גלאי שיא של משאבת טעינה

משאבת טעינה כממיר מתח

משאבת טעינה לא רק מייצרת מתח יציאה גבוה אלא יכולה להפוך את מתח המוצא. דיאגרמת המעגל דומה למכפיל מתח שבו הדיודה במעגל מחוברת לאחור כפי שמוצג להלן,

מעגל מהפך

מעגל מהפך

עובד

כאשר התפוקה של 555 IC הולכת וגובה הקבל נטען וכאשר תפוקת ה- IC נמוכה הקבל מתפזר דרך הקבל השני בכיוון לאחור. מכאן שנוצר מתח שלילי מחוץ למעגל.

יתרונות משאבת המטען

להלן היתרונות

  • זול
  • תופסת פחות שטח
  • קומפקטי
  • ניתן להשתמש בקוטביות מתח הפוך
  • מייצר מתח יציאה גבוה ממתח הכניסה הנמוך.

מגבלות משאבת הטענה

להלן המגבלות

  • הזרם המתקבל בפלט הוא נמוך מאוד, אך במקרים מסוימים, אם משתמשים ב- IC תואם, אנו יכולים להשיג זרם 100mA בפלט אך עם פחות יעילות.
  • התפוקה ביחס בעקיפין לשלבי הקלט. כְּלוֹמַר. אם משאבות אלה מתווספות בכל שלב מתחילתו ועד לסיומו על מנת לקבל מתח יציאה גבוה. מצב זה רק מגביר את מורכבות המערכת ואינו מייצר מתח יציאה גבוה.
  • היעילות תלויה במתח המוצא.

יישומים

ה יישומים של משאבת הטעינה כלול את הבאים.

  • הם משמשים ב RS-232 מעברי מפלס, המניעים מתח חיובי (+ 10 וולט) וגם מתח שלילי (-10 וולט) ממעקה אספקת החשמל 5 וולט או 3 וולט.
  • יישום ב LCD או לבן לד נהגים , שמייצרים מתח הטיה גבוה מאספקת מתח נמוך בודדת
  • משמש ב NMOS זיכרונות ומעבד למתח VBB שלילי
  • משמש ב גשרים H בנהגים מהירים
  • מתח כפול
  • מעגלי לולאת נעילת שלב PLL .

לפיכך, משאבות טעינה הן אחד היישומים באלקטרוניקה בהספק נמוך, המייצר מתח יציאה גבוה ממתח כניסה נמוך. זה נקרא גם ממיר קבלים מעופף. שלב יחיד מעגל משאבת טעינה מורכב של קבלים, מתג או דיודה המחוברים למקור מתח. בתנאים מסוימים, מתח המוצא שנוצר עשוי להיות מורכב מאדוות, שניתן לבטל באמצעות גלאי שיא בשלב היציאה. מעגלים אלה יכולים גם ליצור מתח יציאה הפוך על ידי חיבור הדיודה בקוטביות הפוכה. היתרון העיקרי של משאבת הטעינה הוא שהם יעילים מאוד, פשוטים בבנייה.