Bomba de carga de apilamiento de capacitores

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Tengo un LED infrarrojo que necesita una caída de voltaje de ~ 1.55 V así como un BJT para reducir la corriente cuando el LED está en funcionamiento. Eso me dio una caída de voltaje total necesaria de ~ 2.2V y desafortunadamente solo tengo un suministro de 2V.
Me han dicho que existe el apilamiento de condensadores y que esencialmente carga dos condensadores en paralelo a la tensión de alimentación (2 V) y luego los descarga en serie, lo que le da el doble de potencial. Sin embargo, en primer lugar, ni siquiera estoy seguro de si esa afirmación es correcta y, en segundo lugar, quería que alguien me explicara cómo sucede esto en realidad.
Tengo un diagrama de circuito que creo que hace lo correcto, pero todavía no estoy seguro de lo que sucede con él:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Entonces, de la forma en que lo entiendo, dado el tiempo suficiente, los capictores se cargarán a su capacidad máxima (2 V) y luego, una vez que el disparador de descarga esté alto, se generará una corriente en la base de la PNP (Q1) y esto permitirá que la corriente fluya a través de ese transistor.
No entiendo cómo ambos pueden descargarse para generar el doble de voltaje ... Cualquier ayuda para aclarar esto con la posible ayuda de un diagrama sería excelente.

    
pregunta MrPhooky

2 respuestas

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La regla básica es que no puedes cambiar instantáneamente el voltaje a través de un condensador.

Q1 es un interruptor operado por una entrada a Q2, por lo tanto, vuelva a dibujar el circuito utilizando un interruptor (controlado) que facilita ver lo que está sucediendo.

Cuando el circuito está encendido, C1 y C2 se cargan hasta aproximadamente 2V. C2 tardará más en cargarse que C1 porque tiene R1, R2 y R5 reduciendo su corriente de carga. Después de la carga, no hay corriente a través de R5, por lo que no hay diferencia de voltaje entre sus extremos. es decir, ahora tenemos 0V al final de ambos condensadores y + 2V en sus extremos positivos. (circuito de carga inicial)

Cuando Q1, Q2 se enciende, el extremo superior de R5 salta inmediatamente a + 2V (se mantiene allí por el voltaje en C1).

Siguiendo la regla de que no podemos cambiar inmediatamente el voltaje a través de un condensador , debemos seguir teniendo 2V en C2. Esto significa que el extremo positivo de C2 debe aumentarse inmediatamente a + 4V porque el otro terminal está a + 2V.

N.B. la regla no dice no podemos cambiar instantáneamente la tensión en los terminales de los condensadores, solo que la diferencia de tensión entre ellos no puede cambiar de inmediato. La regla es una consecuencia del principio de conservación de carga.

Ninguno de los condensadores se ha descargado en este punto (la carga se ha conservado), pero hemos duplicado la tensión en la salida.

    
respondido por el JIm Dearden
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Si tomara 2 condensadores y los sujetara a los terminales de una batería, cada uno contendría una carga con un voltaje igual a la tensión de la batería. Suponiendo que estos condensadores no tengan fugas, podría conectarlos en serie (como 2 baterías), y la tensión en el par sería el doble del voltaje de la batería, y encendería un LED si estuviera conectado a él.

Vuelva a dibujar el circuito sin R3, R4, Q2. Reemplace Q1 con un interruptor de botón. Durante un período de tiempo, ambos condensadores se cargan completamente a través de las resistencias R1, R2, R5. Las resistencias tienen valores altos, por lo que durante un breve período de tiempo (cuando presiona el botón) tomará tan poca corriente como para no tener efecto en las cargas del capacitor. Entonces C1 (2V) está en serie con C2 (2V) a través de la carga.

Puede minimizar el circuito aún más: retire R2 (conecte la fuente de 2V directamente al interruptor) y C1. Ahora, cuando presiona el botón, la batería y el C2 cargado están en serie en toda la carga, que ve (brevemente) 4V.

Esa es la base de los circuitos de la bomba de carga utilizados para producir una salida con un voltaje más alto que el suministro de CC.

    
respondido por el Sphex

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