Программа Сервисный Центр
0

Модифицированная схема зарядового насоса извлекает энергию из цифрового сигнала


Описанный в этой статье удвоитель напряжения представляет собой модифицированный зарядовый насос Диксона. В отличие от базовой схемы, предлагаемое решение не нуждается в постоянном входном напряжении, а формирует выходное напряжение только из импульсного сигнала.

Схема Рисунке 1 работает как зарядовый насос, в котором конденсатор C1 заряжается при высоком уровне входных импульсов, а в паузах разряжается через диод D2 в конденсатор C2. В свою очередь C2 разряжается через диод D3 в конденсатор C3 в то время, когда уровень входного сигнала высокий.

Модифицированная схема зарядового насоса извлекает энергию из цифрового сигнала
Рисунок 1.Удвоитель напряжения.

В отсутствие нагрузки на выходе схемы будет удвоенное пиковое входное напряжение за вычетом прямого падения напряжения на трех диодах – в сумме порядка 0.75 В. Выходное напряжение устанавливается в течение десяти периодов тактовой частоты, достигая примерно 60% от окончательного значения уже после двух импульсов. Установившееся значение напряжения зависит от тока нагрузки и пиковой амплитуды входных импульсов, поэтому, если вам потребуется стабильное выходное напряжение, придется добавить микросхему регулятора.

Чтобы выбрать емкости конденсаторов для вашего приложения, можете воспользоваться следующей формулой:

Модифицированная схема зарядового насоса извлекает энергию из цифрового сигнала

где

ILOAD – ток нагрузки,
TLOW – длительность паузы между импульсами,
VR (ПИК-ПИК) – максимально допустимая пиковая амплитуда пульсаций выходного напряжения.

Схема была испытана с RC-генератором, сделанным на основе микросхемы инвертирующего триггера Шмитта 74HC14 и работающим на частоте 200 кГц при напряжении питания 5 В (Рисунок 2). Результаты измерений для случая, когда генератор подключался к входу удвоителя напряжения витой парой длиной 10 м, представлены ниже в таблице. 

RLOADVOUTVR (пик-пик)
Без нагрузки9 В0 В
2.2 кОм8 В120 мВ

D4 уменьшает звон, возникающий на спадающих фронтах входных импульсов.

Модифицированная схема зарядового насоса извлекает энергию из цифрового сигнала
Рисунок 2.Для подавления звона, возникающего на фронтах входных импульсов,
в схему добавлен диод D4.

Получая энергию от любой цифровой линии данных, эта схема может использоваться для получения повышенного напряжения в удаленных микромощных приложениях без использования местных батарей, например, в сети однопроводного интерфейса 1-Wire.

Модифицированная схема зарядового насоса извлекает энергию из цифрового сигнала
Рисунок 3.Утроитель напряжения.

Если же вам потребуется еще более высокое напряжение питания, можно дополнить схему так, чтобы получить N-кратное умножение. На Рисунке 3 показан преобразователь, умножающий напряжение в три раза.

Модифицированная схема зарядового насоса извлекает энергию из цифрового сигнала
Рисунок 4.Удвоитель с отрицательным выходным напряжением.

Можно получить также отрицательное напряжение, для чего нужно изменить полярность включения всех диодов и развязать вход по постоянному току. На Рисунке 4 изображена схема удвоителя с отрицательным выходным напряжением, в которой цепь C4, D4 обрезает входные пиковые уровни до нуля. Аналогично можно получить более высокое отрицательное напряжение, модифицировав схему на Рисунке 3.

 
 
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
 
Обратная связь

Наши партнеры

 

Опросы

Есть ли справедливость в жизни?
Конечно есть, уверен!
Вроде как должна быть, но...
Затрудняюсь ответить...
Какая справедливость? О чем Вы?
Эх.., нет правды на свете!

 

Облако тегов

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Показать все теги
 

Календарь публикаций

«    Декабрь 2016    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
 

Архив новостей

Декабрь 2016 (12)
Ноябрь 2016 (42)
Октябрь 2016 (34)
Сентябрь 2016 (38)
Август 2016 (34)
Июль 2016 (36)
 
Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"