Polnilna črpalka je vrsta pretvornika, ki uporablja kondenzatorje za spreminjanje vhodne napetosti vira energije. Kondenzatorji delujejo tako, da shranjujejo in prenašajo energijo, kar omogoča električnemu tokokrogu, da dovaja nižjo ali višjo napetost delu naprave – kot je zaslon LCD – kot zagotavlja glavni vir napajanja. Vrsta pretvornika enosmernega toka v enosmerni tok (DC-to-DC) je razmeroma preprosto vezje, vendar je zaradi majhne velikosti in nizke cene dobra izbira za številne prenosne elektronike.
Kako deluje
Preprosta polnilna črpalka poveča napetost napajalnika tako, da napolni kondenzator na enako napetost kot napajalnik. Stikalo se uporablja za spremembo vezja in namestitev kondenzatorja v serijo z napajalnikom, ki učinkovito podvoji napetost, ob predpostavki, da ne pride do puščanja električnega toka. Dodate lahko dodatne kondenzatorje, s čimer se poveča napetost, ki je na voljo za izhod, in hitra preklopna hitrost zmanjša količino naboja, ki ga mora vsak cikel shraniti in izprazniti iz kondenzatorja. Napetost polnilne črpalke je odvisna od obremenitve, kar pomeni, da bo večja obremenitev tokokroga povzročila nižjo povprečno napetost.
Preklapljanje polnilne črpalke običajno poganja zunanji tokokrog. Enostavne polnilne črpalke spreminjajo napetost vira napajanja za celo število, na primer podvojitev ali potrojenje napetosti, druge topologije pa lahko zmanjšajo napetost namesto da bi jo povečale. Polnilne črpalke z bolj izpopolnjenimi krmilniki in vezji lahko ustvarijo določeno izhodno napetost ali razpon napetosti, regulator pa lahko vzdržuje izhodno napetost konstantno.
Kje se uporabljajo polnilne črpalke
Polnilne črpalke najdemo v najrazličnejših elektronskih napravah, ki zahtevajo relativno nizko napetost vhodne moči, vendar imajo elemente, ki potrebujejo višje napetosti. Uporabljajo se lahko za zagotavljanje kratkotrajnih izbruhov energije, kar omogoča, da baterije trajajo dlje, ko so v stanju pripravljenosti. Polnilna črpalka je običajno zelo majhna in se lahko vgradi v vse manjšo prenosno elektroniko, sodobni razvoj pa je pripomogel k večji učinkovitosti.
Precejšnje število majhne elektronike vključuje čipe z električno izbrisljivim programirljivim pomnilnikom samo za branje (EEPROM) in bliskovni pomnilnik. Ti pomnilniški čipi uporabljajo polnilne črpalke za ustvarjanje impulza visoke napetosti za brisanje obstoječih podatkov v njihovem pomnilniku, kar omogoča zapisovanje novih podatkov v to pomnilniško celico. Polnilne črpalke se uporabljajo tudi za povečanje napetosti na zaslonih s tekočimi kristali (LCD) v napravah, kot so mobilni telefoni in digitalni fotoaparati.