Μια αντλία φόρτισης είναι ένας τύπος μετατροπέα που χρησιμοποιεί πυκνωτές για να αλλάξει την εισερχόμενη τάση μιας πηγής ισχύος. Οι πυκνωτές ενεργούν για να αποθηκεύουν και να μεταφέρουν ενέργεια, επιτρέποντας στο ηλεκτρικό κύκλωμα να παρέχει χαμηλότερη ή υψηλότερη τάση σε μέρος μιας συσκευής – όπως η οθόνη LCD – από αυτή που παρέχει η κύρια πηγή ενέργειας. Ένας τύπος μετατροπέα συνεχούς ρεύματος σε συνεχές ρεύμα (DC-to-DC), είναι ένα σχετικά απλό κύκλωμα, αλλά το μικρό του μέγεθος και το χαμηλό κόστος τον καθιστούν μια καλή επιλογή για πολλά φορητά ηλεκτρονικά.
Πώς Λειτουργεί
Μια απλή αντλία φόρτισης αυξάνει την τάση ενός τροφοδοτικού φορτίζοντας έναν πυκνωτή στην ίδια τάση με το τροφοδοτικό. Ένας διακόπτης χρησιμοποιείται για την αλλαγή του κυκλώματος και την τοποθέτηση του πυκνωτή σε σειρά με το τροφοδοτικό, το οποίο διπλασιάζει αποτελεσματικά την τάση, με την προϋπόθεση ότι δεν υπάρχει διαρροή ηλεκτρικής ενέργειας. Μπορούν να προστεθούν πρόσθετοι πυκνωτές, αυξάνοντας τη διαθέσιμη τάση για έξοδο και ο γρήγορος ρυθμός μεταγωγής ελαχιστοποιεί την ποσότητα φόρτισης που πρέπει να αποθηκεύσει κάθε κύκλος και να απορρίψει από τον πυκνωτή. Η τάση μιας αντλίας φόρτισης εξαρτάται από το φορτίο, που σημαίνει ότι ένα υψηλότερο φορτίο στο κύκλωμα θα παράγει χαμηλότερη μέση τάση.
Η μεταγωγή της αντλίας φόρτισης γίνεται συνήθως από ένα εξωτερικό κύκλωμα. Οι απλές αντλίες φόρτισης τροποποιούν την τάση της πηγής ισχύος κατά μια ακέραια τιμή, όπως διπλασιάζοντας ή τριπλασιάζοντας την τάση, και άλλες τοπολογίες μπορούν να μειώσουν την τάση αντί να την αυξήσουν. Οι αντλίες φόρτισης με πιο εξελιγμένους ελεγκτές και κυκλώματα μπορούν να δημιουργήσουν μια συγκεκριμένη τάση εξόδου ή εύρος τάσεων και ένας ρυθμιστής μπορεί να διατηρήσει την τάση εξόδου σταθερή.
Πού χρησιμοποιούνται αντλίες φόρτισης
Οι αντλίες φόρτισης βρίσκονται σε μια μεγάλη ποικιλία ηλεκτρονικών ειδών που απαιτούν είσοδο ισχύος σχετικά χαμηλής τάσης αλλά έχουν στοιχεία που χρειάζονται υψηλότερες τάσεις. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να παρέχουν βραχυπρόθεσμες εκρήξεις ισχύος, επιτρέποντας στις μπαταρίες να διαρκούν περισσότερο όταν βρίσκονται σε κατάσταση αναμονής. Μια αντλία φόρτισης είναι συνήθως πολύ μικρή και μπορεί να χωρέσει σε όλο και πιο μικροσκοπικά φορητά ηλεκτρονικά, και οι σύγχρονες εξελίξεις έχουν βοηθήσει να γίνουν πιο αποτελεσματικές.
Ένας σημαντικός αριθμός μικρών ηλεκτρονικών ειδών περιλαμβάνει τσιπ με δυνατότητα Ηλεκτρικής διαγραφής προγραμματιζόμενης μνήμης μόνο για ανάγνωση (EEPROM) και μνήμη flash. Αυτά τα τσιπ μνήμης χρησιμοποιούν αντλίες φόρτισης για να παράγουν έναν παλμό υψηλής τάσης για να διαγράψουν υπάρχοντα δεδομένα στη μνήμη τους, επιτρέποντας την εγγραφή νέων δεδομένων σε αυτό το στοιχείο μνήμης. Οι αντλίες φόρτισης χρησιμοποιούνται επίσης για την ενίσχυση της τάσης στις οθόνες υγρών κρυστάλλων (LCD) σε συσκευές όπως κινητά τηλέφωνα και ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές.