Mạch bơm điện tích tăng điện áp mà không cần cuộn cảm bằng cách nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý 12
Mạch bơm điện tích dùng các khóa điện tử để nạp một tụ ở một cách nối, rồi chuyển tụ sang cách nối khác nhằm đưa điện tích và năng lượng tới đầu ra có mức điện thế mong muốn. Một cấu hình có thể gần nhân đôi điện áp trong điều kiện lý tưởng. Không cần mọi mạch tăng áp đều phải dựa vào cuộn cảm hoặc biến áp.
Tụ bay không thật sự bay
Tên “tụ bay” chỉ một tụ mà các đầu được chuyển giữa những nút của mạch theo các giai đoạn. Ở pha đầu, tụ được nạp từ nguồn. Sang pha khác, một đầu của tụ được đưa lên một mức điện thế khác.
Do điện áp trên tụ không tự đổi đột ngột tùy ý, đầu còn lại có thể được nâng lên tương ứng trong cấu hình thích hợp. Nhờ đường dẫn được chọn đúng, nó trao điện tích cho tụ đầu ra rồi trở lại chu kỳ tiếp.
Đổi cách nối để đổi vai trò
Hình dung nạp một phần tử ở một “bậc” rồi đổi mốc để nó hỗ trợ một mức cao hơn giúp nhớ cấu trúc hai pha. Đây là hình ảnh về điện thế tương đối, không phải bê một bình chứa electron lên cầu thang thật.
Tụ đầu ra giúp cấp tải giữa những lần chuyển điện tích. Tụ bay và tụ đầu ra vì vậy có nhiệm vụ khác nhau. Chỉ đặt một tụ cố định cạnh pin không làm điện áp tự nhân lên liên tục.
Tăng điện áp có lấy thêm năng lượng không?
Năng lượng cấp cho tải vẫn đến từ nguồn và hoạt động của toàn mạch. Nếu đầu ra có điện áp cao hơn, không thể vừa lấy dòng tùy ý vừa giữ nguyên công suất đầu vào. Khóa và tụ thật còn có tổn hao.
Khi tải tăng, đầu ra có thể sụt hoặc gợn nhiều hơn nếu mạch không cung cấp điện tích kịp. Điện dung, tần số, điện trở đường dẫn và cách điều khiển đều có vai trò. Có thiết kế điều chỉnh đầu ra; có loại đảo dấu hoặc tạo những tỉ lệ khác, không chỉ nhân hai.
Hiểu lầm: tụ giữ điện nghĩa là có thể tự nuôi mạch sau khi nguồn đã hết. Năng lượng lưu trữ hữu hạn và phải được nạp lại.
Ghi nhớ: nạp tụ, đổi nối, chuyển điện tích, lặp chu kỳ; cấu hình đặt mức điện áp, còn nguồn và tổn hao đặt giới hạn năng lượng.
Đọc thêm
- Bộ hạ áp buck giảm điện áp một chiều mà không chỉ đốt phần dư ra sao?
- Tụ lọc mạch nguồn giảm dao động điện áp