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Rechner für den Spannungsvervielfacher der Ladungspumpe

Berechnen Sie die Ausgangsspannung, die Ladespannung, die Ausgangswelligkeit und den Wirkungsgrad der Dickson-Ladepumpe für Schaltungen mit geschaltetem Kondensator zur Spannungsvervielfachung

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Formel

V_oc = V_in × (N+1), V_out = V_oc − N × I_out / (f × C)

V_in— Input voltage (V)
N— Number of stages
I_out— Output current (A)
f— Switching frequency (Hz)
C— Pump capacitance (F)

Wie es funktioniert

Eine Ladungspumpe ist eine elektronische Schaltung, die eine DC-Eingangsspannung mithilfe kapazitiver Speicher- und Schalttechniken in eine höhere oder niedrigere DC-Ausgangsspannung umwandelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Transformatoren verwenden Ladungspumpen Kondensatoren und Schaltelemente, um elektrische Ladung zu übertragen und zu speichern, sodass eine Spannungsumwandlung ohne magnetische Komponenten möglich ist. Diese Schaltungen eignen sich besonders für kompakte elektronische Systeme mit geringem Stromverbrauch, in denen herkömmliche Methoden zur Spannungsregulierung nicht praktikabel sind.

Bearbeitetes Beispiel

Gegeben: Eingangsspannung (Vin) = 3,3 V, Ladungspumpenmultiplikator = 2, Kapazität (C) = 10 μF Schritt 1: Ausgangsspannung berechnen Vout = Vin × Ladungspumpen-Multiplikator Vout = 3,3 V × 2 = 6,6 V Schritt 2: Überprüfen Sie die Ladungsübertragung Q = C × ΔV Q = 10 μF × (6,6 V — 3,3 V) = 33 nC Endgültige Ausgangsspannung: 6,6 V

Praktische Tipps

  • ✓Berücksichtigen Sie immer den Wirkungsgrad der Ladungspumpe, der typischerweise zwischen 70 und 90% liegt
  • ✓Verwenden Sie Kondensatoren mit niedrigem ESR-Wert für eine verbesserte Leistung
  • ✓Schließen Sie Eingangs- und Ausgangsfilterkondensatoren ein, um das Rauschen zu reduzieren
  • ✓Erwägen Sie das Wärmemanagement für Hochstromanwendungen

Häufige Fehler

  • ✗Vernachlässigung parasitärer Kapazitäten und Schaltverluste
  • ✗Übersieht die maximale Stromkapazität der Ladungspumpe
  • ✗Ignorieren der Eingangsspannungswelligkeit und ihrer Auswirkungen auf die Ausgangsstabilität

Häufig gestellte Fragen

Eine Ladungspumpe ist eine elektronische Schaltung, die elektrische Ladung zwischen Kondensatoren überträgt, um die Eingangsspannung mithilfe von Schaltkondensatortechniken in eine andere Ausgangsspannung umzuwandeln.
Die meisten Ladungspumpenkreise arbeiten mit einem Wirkungsgrad zwischen 70 und 90%, abhängig von der Komplexität des Designs und der Auswahl der Komponenten.
Ladungspumpen werden häufig in der Mikroelektronik, in Mobilgeräten, LED-Treibern, analogen Schaltungen und in Anwendungen zur Spannungsregulierung mit geringem Stromverbrauch eingesetzt.

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