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Ladungspumpen


engl. charge pump

Dienen der Vervielfachung einer Spannung und/oder der Umpolung einer Spannung. Eine Besonderheit von Ladungspumpen ist, dass diese ohne Induktivitäten aufgebaut werden können.


1. Ladungspumpen für Sinus-förmige Wechselspannungen


Klassische Ladungspumpen zum transformieren einer Wechselspannung.


1.1Villard-Schaltung


Ladungspumpe zum anheben einer Wechselspannung in den positiven Bereich.

Schaltungssimulation der Villard-Schaltung.

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Die Ausgangsspannung U_A(t) ist die Eingangsspannung U_E(t), die um die Amplitude von U_E(t) angehoben (Offset) wurde, abzüglich der Vorwärtsspannung einer Diode U_D .

Latex formula: U_A(t) = U_E(t) + \hat U_E - U_D


Weiterführende Quellen:


1.2Grainer-Schaltung


Umwandeln einer Wechselspannung in Gleichspannung.

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Simulationsergebnisse:
ua: MAX(v(out))=8.65947 FROM 0 TO 0.1
ud: MAX(v(z)-v(out))=0.664004 FROM 0.08 TO 0.1

Eingangsspannungsamplitude: U_E = 5 V
Diodenvorwärtsspannung: U_D = 0.664 V

Aus der Schaltung hergeleitete Formel:

Latex formula: U_A = 2 \cdot (\hat U_E - U_D)

Berechnete Ausgangsspannung: 8,672
Simulierte Ausgangsspannung: 8.660


1.3Zweifache Grainer-Schaltung


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1.4Delton-Schaltung


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Spannungsvervielfachung, Spannungsverdopplung, Spannungsinvertierung

Delon-Schaltung

http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html

Rose1996, S. 240


1.5Kaskade


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2. Getaktete Ladungspumpen


Ladungspumpen, die mit rechteck-förmigen Spannungen oder Strömen getaktet werden.

2.1Kaskade




2.2Grainer double





Ladungspumpe mit Oszillator von 12 V auf -20 V: Ladungspumpe555 Beispiel-Projekt mit Praxistest





Siehe auch
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