Ladungspumpenschaltung - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Eine Ladungspumpe ist eine Art DC-DC-Wandler, der Kondensatoren zur energetischen Ladungsspeicherung verwendet, um die Spannung zu erhöhen oder zu senken.

Ladungspumpen werden für Gate-treibende High-Side-n-Kanal-Leistungs-MOSFETs und -IGBTs verwendet. Wenn die Mitte einer Halbbrücke auf Low geht, wird der Kondensator über eine Diode aufgeladen, und diese Ladung wird verwendet, um später das Gate des High-Side-FET einige Volt über die Source-Spannung zu treiben, um ihn einzuschalten.

Diese Strategie funktioniert gut und vermeidet die Komplexität, eine separate Stromversorgung betreiben zu müssen, und ermöglicht die Verwendung der effizienteren n-Kanal-Bauelemente für beide Schalter.

Diese Schaltung (die das periodische Schalten des High-Side-FET erfordert) kann auch als "Bootstrap"-Schaltung bezeichnet werden.

Ref: Ladepumpe – Wikipedia

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Lieferungen

4.7uF Kondensator 25V (elektrolytisch) - 2 für jeden Zyklus

1N4007 Diode - 3 für jeden Zyklus

47uF Kondensator 50V (elektrolytisch) - 1 zum endgültigen Ablassen der Spannung

Arduino nano/uno/mini

Überbrückungsdrähte

Steckbrett

Stromquelle (min. 5V)

Schritt 1: Schaltplan

Es ist sehr einfach und benötigt nur wenige Komponenten.

Bitte folgen Sie dem angegebenen Schema.

Schritt 2: Arbeitsprinzip

In einem zweistufigen Zyklus wird in der ersten Stufe ein Kondensator über die Versorgung geschaltet, der sie auf dieselbe Spannung auflädt. In der zweiten Stufe wird die Schaltung so umkonfiguriert, dass der Kondensator in Reihe mit der Versorgung und der Last liegt. Dies verdoppelt die Spannung an der Last - die Summe der ursprünglichen Versorgungsspannung und der Kondensatorspannungen.

Die pulsierende Natur des geschalteten Ausgangs mit höherer Spannung wird oft durch die Verwendung eines Ausgangskondensators geglättet. Ein externer oder sekundärer Stromkreis treibt das Schalten an, typischerweise bei mehreren zehn Kilohertz bis zu mehreren Megahertz. Die hohe Frequenz minimiert die erforderliche Kapazität, da weniger Ladung gespeichert und in einem kürzeren Zyklus entladen werden muss.

Schritt 3: Arduino-Code und PinOut

D12 - Signal/Stufe 1

D13 - Signal/Stufe 2

Vin - gemeinsam mit der Eingangsspannung für die Ladepumpe und das Arduino (bis zu 12 V)

GND - gemeinsam mit dem Endkondensator und Arduino.

Habe Screenshot sowie.ino-Datei angehängt.

die Verzögerung kann eingestellt werden, um die gewünschte Spannungserhöhung zu erhalten.

Schritt 4: Arbeitsdemo

Bitte besuchen Sie meinen Youtube-Kanal, um detaillierte Arbeitsprinzipien und eine Demo der Ladungspumpenschaltung zu erhalten.

YouTube-Video – englische Version

YouTube-Video - Hindi-Version