Che cos'è una pompa di carica?
Una pompa di carica è un tipo di convertitore che utilizza condensatori per modificare la tensione in ingresso di una fonte di alimentazione. I condensatori agiscono per immagazzinare e trasferire energia, consentendo al circuito elettrico di fornire una tensione inferiore o superiore a una parte di un dispositivo - come uno schermo LCD - rispetto a quella fornita dalla fonte di alimentazione principale. Un tipo di convertitore da corrente continua a corrente continua (da CC a CC), è un circuito relativamente semplice, ma le sue dimensioni ridotte e il suo basso costo lo rendono una buona opzione per molti dispositivi elettronici portatili.
Come funziona
Una semplice pompa di carica aumenta la tensione di un alimentatore caricando un condensatore alla stessa tensione dell'alimentatore. Un interruttore viene utilizzato per modificare il circuito e posizionare il condensatore in serie con l'alimentatore, che raddoppia efficacemente la tensione, presupponendo che non si verifichino perdite elettriche. È possibile aggiungere ulteriori condensatori, aumentando la tensione disponibile per l'uscita e la velocità di commutazione rapida riduce al minimo la quantità di carica che ogni ciclo deve immagazzinare e scaricare dal condensatore. La tensione di una pompa di carica dipende dal carico, il che significa che un carico più elevato sul circuito produrrà una tensione media inferiore.
La commutazione della pompa di carica è tipicamente guidata da un circuito esterno. Le semplici pompe di carica modificano la tensione della fonte di alimentazione di un valore intero, ad esempio raddoppiando o triplicando la tensione, e altre topologie possono ridurre la tensione anziché aumentarla. Le pompe di carica con controller e circuiti più sofisticati possono generare una tensione di uscita specifica o un intervallo di tensioni e un regolatore può mantenere costante la tensione di uscita.
Dove vengono utilizzate le pompe di carica
Le pompe di carica si trovano in un'ampia varietà di componenti elettronici che richiedono un ingresso di potenza relativamente basso ma che presentano elementi che richiedono tensioni più elevate. Possono essere utilizzati per fornire scoppi di energia a breve termine, consentendo alle batterie di durare più a lungo in modalità standby. Una pompa di carica è in genere molto piccola e può essere inserita in componenti elettronici portatili sempre più piccoli e gli sviluppi moderni hanno contribuito a renderli più efficienti.
Un numero significativo di piccoli componenti elettronici include chip EEPROM (memoria di sola lettura programmabile e cancellabile elettricamente) e memoria flash. Questi chip di memoria usano pompe di carica per produrre un impulso di alta tensione per eliminare i dati esistenti nella loro memoria, consentendo di scrivere nuovi dati su quella cella di memoria. Le pompe di carica vengono anche utilizzate per aumentare la tensione ai display a cristalli liquidi (LCD) in dispositivi come telefoni cellulari e fotocamere digitali.