Trong thế giới công nghệ phát triển nhanh chóng ngày nay, hiệu quả sử dụng năng lượng của các thiết bị điện tử là chìa khóa cho việc thiết kế và vận hành chúng. Máy bơm sạc, bộ chuyển đổi DC-to-DC hiệu suất cao sử dụng tụ điện làm phương tiện lưu trữ năng lượng để tăng hoặc giảm điện áp, đã trở thành một công cụ quan trọng để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng. Nguyên lý làm việc của bơm sạc tương đối đơn giản nhưng nó có thể đạt hiệu suất lên tới 95%. Hiệu suất đó đạt được như thế nào?
Bơm sạc sử dụng một thiết bị chuyển mạch để điều khiển điện áp cung cấp giữa tải và tụ điện, việc này được thực hiện thông qua chu trình hai giai đoạn. Trong giai đoạn đầu tiên, một bơm sạc kết nối tụ điện với nguồn điện, sạc nó đến cùng điện áp với nguồn điện. Sau đó, trong pha thứ hai, mạch cấu hình lại sao cho tụ điện nối tiếp với nguồn và tải. Bằng cách này, điện áp ở tải trở thành tổng của nguồn cung cấp ban đầu và điện áp của tụ điện.
Bản chất của việc chuyển đổi tần số cao này dẫn đến cần ít điện dung hơn vì cần lưu trữ và giải phóng ít năng lượng hơn trong thời gian ngắn hơn.
Bơm sạc không chỉ có thể tăng điện áp mà còn có thể giảm điện áp, đảo ngược điện áp và thậm chí tạo ra điện áp tùy ý. Tính linh hoạt này làm cho bơm sạc phù hợp để sử dụng trong nhiều loại thiết bị điện tử, chẳng hạn như điện thoại di động, để điều chỉnh điện áp của các bộ phận mạch khác nhau, từ đó giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng. Với sự phát triển hơn nữa của bộ vi xử lý và công nghệ bộ nhớ, phạm vi sử dụng máy bơm sạc ngày càng rộng hơn.
Bộ dịch mức RS-232 là một ứng dụng bơm sạc phổ biến tạo ra điện áp dương và âm từ một nguồn điện duy nhất như 5V hoặc 3V. Bơm sạc cũng được sử dụng trong trình điều khiển LCD hoặc LED trắng để tạo ra điện áp phân cực cao từ nguồn điện áp thấp như pin.
Bơm sạc đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng cung cấp pin và bộ nhớ, cho phép một nguồn điện áp thấp duy nhất đáp ứng các yêu cầu về điện áp cao.
Trong các thiết bị di động, nhu cầu sạc nhanh và hiệu quả đã thúc đẩy việc sử dụng rộng rãi máy bơm sạc. Ví dụ: Samsung Galaxy S23 sử dụng thiết kế bơm dòng điện 2:1 để tăng khả năng sạc của pin bên trong lên 6 amps. Hơn nữa, công nghệ SUPERVOOC 240W của Oppo sử dụng ba bơm sạc song song và khẳng định hiệu suất lên tới 98%.
Sự xuất hiện của máy bơm sạc không chỉ là một sự đổi mới về công nghệ mà còn là một ứng dụng thông minh trong việc sử dụng năng lượng. Trong thiết kế của hầu hết các thiết bị điện tử, máy bơm sạc ngày càng trở nên phổ biến do hiệu quả cao và tính linh hoạt. Tuy nhiên, khi công nghệ ngày càng tiến bộ, liệu chúng ta có thể mong đợi những giải pháp chuyển đổi năng lượng hiệu quả hơn trong tương lai không?