పాజిటివ్ మరియు నెగటివ్ ఛార్జ్ పంప్ సర్క్యూట్

మునుపటి వ్యాసంలో, క్లాసిక్ పరిశ్రమ-ప్రామాణిక LMC7660 IC ని ఉపయోగించి మీరు మీ స్వంత స్విచ్డ్ కెపాసిటర్ వోల్టేజ్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌ను ఎలా నిర్మించవచ్చో నేను మీకు చూపించాను. మీకు నిర్దిష్ట ఐసి అందుబాటులో లేనప్పుడు లేదా అదనపు ఐసి ఖర్చు మీ BOM యొక్క సామరస్యాన్ని నాశనం చేస్తున్నప్పుడు చాలా సార్లు పరిస్థితులు ఉన్నాయి. ఇక్కడే మా ప్రియమైన 555 టైమర్ ఐసి రక్షించటానికి వస్తుంది. అందువల్ల ఒక నిర్దిష్ట అనువర్తనం కోసం ఒక నిర్దిష్ట చిప్‌ను కనుగొనే బాధను తగ్గించడం మరియు BOM ఖర్చును తగ్గించడం; 555 టైమర్ IC తో సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఛార్జ్ పంప్ సర్క్యూట్‌ను నిర్మించడానికి, ప్రదర్శించడానికి మరియు పరీక్షించడానికి మేము మా ప్రియమైన 555 టైమర్‌లను ఉపయోగించబోతున్నాము.

ఛార్జ్ పంప్ సర్క్యూట్ అంటే ఏమిటి?

ఛార్జ్ పంప్ అనేది అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువ లేదా ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా ఉండటానికి ఒక నిర్దిష్ట కాన్ఫిగరేషన్లో డయోడ్లు మరియు కెపాసిటర్లను కాన్ఫిగర్ చేయడం ద్వారా డయోడ్లు మరియు కెపాసిటర్లతో తయారు చేయబడిన ఒక రకమైన సర్క్యూట్. తక్కువ, నేను భూమికి సంబంధించి నెగటివ్ వోల్టేజ్ అని చెప్పాను. అలాగే, ప్రతి సర్క్యూట్ మాదిరిగానే, ఈ సర్క్యూట్లో కొన్ని ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు ఉన్నాయి, వీటిని మేము తరువాత వ్యాసంలో చర్చిస్తాము.

సర్క్యూట్ ఎలా పనిచేస్తుందో తెలుసుకోవటానికి, రెండింటి యొక్క స్కీమాటిక్, ఛార్జ్ పంప్ బూస్టర్ మరియు ఛార్జ్ పంప్ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్ గురించి మనం మొదట పరిశీలించాలి.

ఛార్జ్ పంప్ బూస్టర్ సర్క్యూట్

సర్క్యూట్‌ను బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, మూర్తి -1 లో చూపిన సర్క్యూట్‌ను నిర్మించడానికి మేము ఆదర్శ డయోడ్లు మరియు కెపాసిటర్లను ఉపయోగిస్తున్నామని అనుకుందాం. అలాగే, సర్క్యూట్ స్థిరమైన స్థితికి చేరుకుందని మరియు కెపాసిటర్లు పూర్తిగా ఛార్జ్ అవుతాయని మేము are హిస్తున్నాము. ఇంకా, ఈ షరతులను దృష్టిలో ఉంచుకుని ఈ సర్క్యూట్‌కు మనకు ఎటువంటి లోడ్ లేదు. పని సూత్రం క్రింద వివరించబడింది.

మూర్తి 1 మరియు మూర్తి 2 సహాయంతో, ఛార్జ్ పంప్ సర్క్యూట్ ఎలా పనిచేస్తుందో మేము వివరించబోతున్నాము.

ఇప్పుడు మనం సిగ్నల్ జెనరేటర్ నుండి పిడబ్ల్యుఎం సిగ్నల్ ను కనెక్ట్ చేశామని అనుకుందాం మరియు సిగ్నల్ 0-5 వి లోపల డోలనం చేస్తుంది.

వద్ద ఇన్పుట్ PWM సంకేతాన్ని స్థానాన్ని -0 ఉంది 0V రాష్ట్ర, వద్ద వోల్టేజ్ స్థానాన్ని -1 ఉంది + 5V లేదా VCC. కాబట్టి, కెపాసిటర్ + 5 వి లేదా విసిసి వరకు ఛార్జ్ అయ్యింది . మరియు తరువాతి చక్రంలో, PWM సిగ్నల్ 0V నుండి 5V కి మారినప్పుడు, స్థానం 1 వద్ద వోల్టేజ్ ఇప్పుడు + 10 వి. మీరు మూర్తి 1. & మూర్తి 2. ని గమనిస్తే వోల్టేజ్ ఎందుకు రెట్టింపు అయ్యిందో మీరు గమనించవచ్చు.

ఇది రెట్టింపు అయ్యింది ఎందుకంటే కెపాసిటర్ టెర్మినల్ వద్ద రిఫరెన్స్ జల్లెడ పడింది మరియు డయోడ్ చర్య కారణంగా డయోడ్ ద్వారా కరెంట్ రివర్స్ దిశలో ప్రవహించదు కాబట్టి, స్థానం 1 వద్ద మేము బయాస్ వోల్టేజ్ లేదా ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ పైన ఉన్న ఒక మార్చబడిన చదరపు తరంగంతో ముగుస్తుంది.. ఇప్పుడు, మీరు తరంగ రూపంలోని మూర్తి 2, స్థానం 1 లోని ప్రభావాన్ని అర్థం చేసుకోవచ్చు.

ఆ తరువాత, చదరపు తరంగాన్ని సున్నితంగా చేయడానికి మరియు అవుట్పుట్ వద్ద + 10 వి డిసి వోల్టేజ్ పొందడానికి సిగ్నల్ క్లాసిక్ సింగిల్ డయోడ్ రెక్టిఫైయర్ సర్క్యూట్‌కు ఇవ్వబడుతుంది.

స్థానం 2 వద్ద తదుపరి దశలో, వోల్టేజ్ + 10 వి, మీరు దానిని మూర్తి 1 నుండి ధృవీకరించవచ్చు. ఇప్పుడు తరువాతి చక్రంలో, అదే దృగ్విషయం మళ్ళీ జరుగుతుంది, తుది సరిదిద్దడం పూర్తయిన తర్వాత 4 వ స్థానంలో + 15 వి అవుట్‌పుట్‌తో ముగుస్తుంది. డయోడ్ మరియు కెపాసిటర్లు.

ఎలా ఉంది ఛార్జ్ పంప్ బూస్ట్ సర్క్యూట్ పనిచేస్తుంది .

తరువాత, ఛార్జ్ పంప్ ఇన్వర్టర్ లేదా నెగటివ్ ఛార్జ్ పంప్ ఎలా పనిచేస్తుందో చూద్దాం.

ఛార్జ్ పంప్ ఇన్వర్టర్

ప్రతికూల వోల్టేజ్ ఛార్జ్ పంప్ వివరించడానికి కొద్దిగా గమ్మత్తైనది, కానీ దయచేసి నాతో ఉండండి మరియు ఇది ఎలా పనిచేస్తుందో నేను వివరిస్తాను.

మూర్తి -3 యొక్క స్థానం -0 వద్ద మొదటి చక్రంలో, ఇన్పుట్ సిగ్నల్ 0 వి మరియు ఏమీ జరగడం లేదు, అయితే పిడబ్ల్యుఎం సిగ్నల్ లొకేషన్ -0 వద్ద 5 వికి చేరుకున్న వెంటనే, కెపాసిటర్లు డయోడ్ డి 1 ద్వారా ఛార్జ్ అవ్వడం ప్రారంభిస్తాయి మరియు త్వరలో అది అవుతుంది స్థానం -1 వద్ద 5 వి కలిగి. ఇప్పుడు మనకు డయోడ్ ఉంది, అది ఫార్వర్డ్-బయాస్ స్థితిలో ఉంది కాబట్టి వోల్టేజ్ లొకేషన్ -1 వద్ద దాదాపు తక్షణమే 0 వి అవుతుంది. ఇప్పుడు ఇన్పుట్ పిడబ్ల్యుఎం సిగ్నల్ మళ్ళీ తక్కువగా ఉన్నప్పుడు స్థానం -1 వద్ద వోల్టేజ్ 0 వి. ఈ సమయంలో PWM సిగ్నల్ విలువను తీసివేస్తుంది మరియు మనకు స్థానం 1 వద్ద -5V లభిస్తుంది.

ఇప్పుడు క్లాసిక్ సింగిల్ డయోడ్ రెక్టిఫైయర్ తన పనిని చేస్తుంది మరియు పల్సెడ్ సిగ్నల్ ను మృదువైన DC సిగ్నల్ గా మారుస్తుంది మరియు కెపాసిటర్ C2 వద్ద వోల్టేజ్ ని నిల్వ చేస్తుంది.

స్థానం -3 మరియు లొకేషన్ -4 అయిన సర్క్యూట్ యొక్క తరువాతి దశలో, అదే దృగ్విషయం ఏకకాలంలో జరుగుతుంది మరియు సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ వద్ద మనకు స్థిరమైన -10 వి డిసి లభిస్తుంది.

మరియు ప్రతికూల చార్జ్ పంప్ కోసం సర్క్యూట్ వాస్తవానికి ఎలా పనిచేస్తుంది.

గమనిక! ఈ సమయంలో నేను స్థానం 2 గురించి ప్రస్తావించలేదని దయచేసి గమనించండి ఎందుకంటే మీరు సర్క్యూట్ నుండి స్థానం 2 వద్ద చూడగలిగినట్లుగా వోల్టేజ్ -5 వి అవుతుంది.

భాగాలు అవసరం

• NE555 టైమర్ IC - 2
• LM7805 వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ IC - 1
• 0.1 uF కెపాసిటర్ - 4
• 0.01uF కెపాసిటర్ - 2
• 4.7 యుఎఫ్ కెపాసిటర్ - 8
• 1N5819 షాట్కీ డయోడ్ - 8
• 680 ఓం రెసిస్టర్ - 2
• 330 ఓం రెసిస్టర్ - 2
• 12 వి డిసి విద్యుత్ సరఫరా - 1
• సాధారణ సింగిల్ గేజ్ వైర్ - 18
• సాధారణ బ్రెడ్‌బోర్డ్ - 1

బొమ్మ నమునా

ఛార్జ్ పంప్ బూస్టర్ కోసం సర్క్యూట్:

ఛార్జ్ పంప్ ఇన్వర్టర్ కోసం సర్క్యూట్:

ప్రదర్శన కోసం, స్కీమాటిక్ సహాయంతో టంకము లేని బ్రెడ్‌బోర్డ్‌లో సర్క్యూట్ నిర్మించబడింది. అవాంఛిత శబ్దం మరియు అలలని తగ్గించడానికి అన్ని భాగాలు దగ్గరగా మరియు సాధ్యమైనంత చక్కగా ఉంచబడతాయి.

లెక్కలు

పిడబ్ల్యుఎం ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు 555 టైమర్ ఐసి యొక్క విధి చక్రం లెక్కించాల్సిన అవసరం ఉంది, నేను ఈ 555 టైమర్ ఆస్టేబుల్ సర్క్యూట్ కాలిక్యులేటర్ సాధనం సహాయంతో 555 టైమర్ల యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు డ్యూటీ సైకిల్‌ను లెక్కించాను.

ప్రాక్టికల్ సర్క్యూట్ కోసం, సర్క్యూట్లో అలలని తగ్గించడానికి నేను 10 kHz యొక్క అధిక పౌన frequency పున్యాన్ని ఉపయోగించాను. క్రింద చూపిన గణన

పాజిటివ్ మరియు నెగటివ్ ఛార్జ్ పంప్ సర్క్యూట్ కోసం టెస్ట్ సెటప్

సర్క్యూట్ పరీక్షించడానికి, కింది సాధనాలు మరియు సెటప్ ఉపయోగించబడుతుంది,

1. 12 వి స్విచ్ మోడ్ విద్యుత్ సరఫరా (SMPS)
2. మెకో 108 బి + మల్టీమీటర్
3. మెకో 450 బి + మల్టీమీటర్
4. హాంటెక్ 600BE USB PC ఓసిల్లోస్కోప్

సర్క్యూట్ నిర్మించడానికి 1% మెటల్ ఫిల్మ్ రెసిస్టర్లు ఉపయోగించబడ్డాయి మరియు కెపాసిటర్ల సహనం పరిగణించబడలేదు. పరీక్ష సమయంలో గది ఉష్ణోగ్రత 30-డిగ్రీల సెల్సియస్.

ఇక్కడ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ 5 వి, నేను నా 12 వి సరఫరాను 5 వి 7805 వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్కు కనెక్ట్ చేసాను. కాబట్టి మొత్తం వ్యవస్థ + 5 వి డిసి ద్వారా శక్తిని పొందుతుంది.

పై చిత్రం 555 టైమర్ IC యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ 8KHz అని చూపిస్తుంది, దీనికి కారణం రెసిస్టర్లు మరియు కెపాసిటర్ల సహనం కారకాలు.

పై రెండు చిత్రాల నుండి, మీరు సర్క్యూట్ యొక్క విధి చక్రం 63% గా లెక్కించవచ్చు. నేను దాన్ని ముందే కొలిచాను కాబట్టి నేను దాన్ని మళ్ళీ లెక్కించబోతున్నాను.

పై చిత్రంలో తరువాత, వోల్టేజ్ డబుల్ మరియు వోల్టేజ్ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్ రెండింటికీ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ కొంచెం పడిపోయిందని నేను 9.1 కె లోడ్ను కనెక్ట్ చేసాను.

వోల్టేజ్ డబుల్ సర్క్యూట్ మరియు వోల్టేజ్ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్ కోసం 1.21 ఎమ్ఏగా మారిన ఓమ్స్ చట్టం ద్వారా 9.1 కె రెసిస్టర్ ద్వారా ప్రస్తుత ప్రవాహాన్ని సులభంగా లెక్కించవచ్చు , ఇది 0.64 ఎమ్ఏగా తేలింది.

ఇప్పుడు వినోదం కోసం, 1K రెసిస్టర్‌ను లోడ్‌గా కనెక్ట్ చేస్తే ఏమి జరుగుతుందో చూద్దాం. మరియు వోల్టేజ్ డబుల్ సర్క్యూట్‌ను మీరు చూడవచ్చు, అక్కడ అది ఏదైనా శక్తికి ఉపయోగపడే స్థితిలో లేదు.

మరియు అవుట్పుట్ టెర్మినల్ వద్ద అలలు అసాధారణమైనవి. మరియు మీరు ఈ రకమైన విద్యుత్ సరఫరాతో ఏదైనా శక్తినివ్వడానికి ప్రయత్నిస్తే అది ఖచ్చితంగా మీ రోజును నాశనం చేస్తుంది.

స్పష్టీకరణ కోసం ఇక్కడ సర్క్యూట్ యొక్క కొన్ని క్లోజప్ షాట్లు ఉన్నాయి.

మరింత వృద్ధి

1. నిర్దిష్ట అనువర్తనం యొక్క నిర్దిష్ట అవసరాన్ని తీర్చడానికి సర్క్యూట్‌ను మరింత సవరించవచ్చు.
2. మెరుగైన ఫలితాలను ఇవ్వడానికి, సర్క్యూట్‌ను పెర్ఫ్-బోర్డు లేదా పిసిబిగా నిర్మించవచ్చు.
3. 555 సర్క్యూట్ల అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీని మరింత మెరుగుపరచడానికి ఒక పొటెన్షియోమీటర్ను జోడించవచ్చు
4. అధిక విలువ కెపాసిటర్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా లేదా అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ PWM సిగ్నల్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా అలలని తగ్గించవచ్చు.
5. సాపేక్షంగా స్థిరమైన అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ పొందడానికి సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్కు ఒక LDO ను జోడించవచ్చు.

అప్లికేషన్స్

ఈ సర్క్యూట్ వంటి విభిన్న అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించవచ్చు:

1. మీరు ఈ సర్క్యూట్‌తో Op-Amp ను డ్రైవ్ చేయవచ్చు
2. ఈ సర్క్యూట్ సహాయంతో ఎల్‌సిడిని కూడా నడపవచ్చు.
3. ద్వంద్వ ధ్రువణత సరఫరాతో వోల్టేజ్ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్ ఆప్-ఆంప్స్ సహాయంతో.
4. ఆపరేటింగ్ స్థితికి రావడానికి + 12 వి సరఫరా అవసరమయ్యే ప్రీయాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్లను కూడా మీరు డ్రైవ్ చేయవచ్చు.

మీరు ఈ కథనాన్ని ఇష్టపడ్డారని మరియు దాని నుండి క్రొత్తదాన్ని నేర్చుకున్నారని నేను ఆశిస్తున్నాను. మీకు ఏమైనా సందేహం ఉంటే, మీరు ఈ క్రింది వ్యాఖ్యలలో అడగవచ్చు లేదా వివరణాత్మక చర్చ కోసం మా ఫోరమ్‌లను ఉపయోగించవచ్చు.