Aumente eficientemente la tensión para una pequeña ráfaga de corriente

Hay circuitos integrados de bomba de carga con oferta regulada de salida de 5V (2.7 a 5.5 entradas) con un solo límite externo y aproximadamente la corriente de salida requerida. No puedo proporcionarle números de pieza porque va en contra de la política del foro, pero es suficiente con una búsqueda rápida en Google para cargar bombas ics.

Editar: Y la eficiencia es de alrededor del 80% o incluso más con la corriente de salida máxima

La carga es \ $ C = 300µF + R = 17.8R \ $ en serie.

Debe cargar esto "lo más rápido y eficientemente posible" (estos son requisitos conflictivos).

Probemos con una fuente de valor actual perfecta \ $ I \ $ primero. Queremos cargar la carga a un voltaje \ $ V = 5V \ $, esto llevará un tiempo:

\ $ T = \ frac {Cargar en coulombs} {current} = \ frac {CV} {I} \ $

Durante la carga de corriente constante, la resistencia disipa la potencia \ $ P = RI ^ 2 \ $, por lo que la energía perdida es:

\ $ Pérdidas = PT = RI ^ 2T = RI ^ 2 \ frac {CV} {I} = RICV \ $ (en julios)

Una vez cargado, el límite contendrá una energía \ $ E = CV ^ 2/2 \ $ por lo que la eficiencia es:

\ $ \ eta = \ frac {CV ^ 2/2} {CV ^ 2/2 + RICV} = \ frac {V} {V + 2RI} \ $

Grafiquemos la corriente de carga y la eficiencia en función del tiempo de carga deseado:

Comoseesperaba,lacargamásrápidatienelaeficienciamásbaja,yaquelaspérdidasporresistenciaaumentanconlacorriente.Estosolotieneencuentalaresistenciadecarga,nolaspérdidasenlaimplementacióndelcircuitodecarga.

Selograunaeficienciarazonable(80%)parauntiempodecargadeaproximadamente40ms.

Tendráqueexplicarloquequieredecircon"cargar lo más rápido posible". Si desea 5 milisegundos, la solución podría implicar conectar la carga a un condensador grande precargado a aproximadamente 30 voltios o más ... o reducir la resistencia de la carga. Si quieres 100ms, entonces será mucho más fácil. Continuará.