Fundamentos de CC-CC: descripción del regulador de la bomba de carga

Hola. Bienvenidos a los fundamentos de DC-DC. Soy Xiang. En esta sección, hablaremos de un regulador de bomba de carga. ¿Qué es un regulador de bomba de carga? Es un tipo de regulador de conmutación que entrega la energía sólo cargando y descargando condensadores. Es adecuado para aplicaciones con corrientes bajas y con una diferencia moderada entre la tensión de entrada y la de salida. La ventaja de utilizar el regulador de bomba de carga es que no tiene inductor en el regulador. Puede conseguir un tamaño más pequeño. La eficiencia es moderada, pero es mayor que la del regulador lineal. Y V out puede ser mayor o menor que su V in. Y se necesitan menos componentes, por lo que es fácil de decidir y utilizar. La desventaja es que la conmutación puede producir altas ondulaciones de salida y ruido. Y las capacidades de corriente de salida están limitadas por los condensadores. ¿Cómo funciona una bomba de carga? La conexión de los condensadores es modificada por los conmutadores para controlar la carga y la descarga. Como puedes ver en este gráfico simplificado aquí, los interruptores S1 a S4 están conmutando. Cuando el S1 y el S3 están encendidos, el S2 y el S4 están apagados. El condensador se está cargando por la fuente de voltaje de entrada. Y cuando el interruptor S1, S3 está apagado, y el S2 y S4 se encenderá. Y el condensador de carga, va a descargar a la carga de salida. Y también es interesante saber, que invirtiendo la conexión de la salida y la tierra, se puede pasar de un convertidor de ganancia unitaria a un inversor de ganancia negativa. En esta página mostramos una configuración popular del regulador de bomba de carga. Se llama duplicador de voltaje. Como puedes ver, es muy similar al regulador de bomba de carga de ganancia unitaria. Y en realidad, la conmutación, requiere cuatro interruptores. Y estos cuatro interruptores es la conmutación similar. Es la conmutación de la misma como el regulador de ganancia unitaria. Pero en lugar de conectar su V de salida a la tierra, su V de salida es en realidad en la parte superior de su V de entrada. Así que en este caso, tu V out es en realidad tu V in, más el voltaje del condensador. Así que eso te dará dos veces la salida de V in. Así que es por eso que se llama el duplicador de voltaje. Y para las dos diapositivas anteriores, sólo mostramos el uso de un condensador en este regulador. Así que si usted tiene dos condensadores en el regulador de la bomba de carga, que en realidad le da más combinación de las configuraciones de ganancia. Y las siguientes figuras muestran algunas configuraciones típicas de las conexiones de dos condensadores. Y se pueden lograr diferentes ganancias. Regulación de la bomba de carga. Al incluir una etapa post reguladora, la bomba de carga puede lograr una granularidad fina de la tensión de salida. Además, la impedancia del interruptor puede ser controlada actuando efectivamente como un post regulador. Como se puede ver, en lugar de utilizar el interruptor S1 y S3, en realidad se sustituye por un regulador lineal tipo de transistor. Y la R out es la impedancia de salida efectiva incluyendo la impedancia del interruptor R y la impedancia de la tapa conmutada, que se determina por la frecuencia de su interruptor en el condensador de la tapa CF. Y el ajuste fino se puede lograr mediante el control de la frecuencia de conmutación y la impedancia del interruptor. Y hay dos tipos de regulaciones de la bomba de carga. Uno es mediante el control de la frecuencia. Lo llamamos Modulación de Frecuencia de Pulso. Como puedes ver aquí, el voltaje de salida se mantiene constante saltando el pulso innecesario. Y la ventaja de utilizar la PFM es que tiene corrientes de reposo muy bajas y se puede lograr una alta eficiencia, especialmente en las condiciones. Pero la desventaja es que tiene un alto rizado de tensión de salida y su frecuencia varía. Y el otro tipo, lo llamamos Regulación de Frecuencia Constante. Se consigue controlando la resistencia del interruptor. En este tipo de regulación, la ventaja es que se consigue un bajo rizado de tensión. Y la frecuencia de conmutación es relativamente fija. Pero la desventaja es que tiene una alta corriente de reposo, por lo que la eficiencia es menor. En resumen, en esta sección hemos introducido el regulador de bomba de carga y el funcionamiento y regulación de este tipo de convertidor DC-DC. Gracias.