555 высокоамперный зарядный насос безиндукторный удвоитель напряжения

Возьмите индуктор и сделайте это правильно. Зарядовые насосы по своей природе неэффективны и ограничены относительно низкими токами. Отчасти это связано с низким КПД, а отчасти с большими конденсаторами, которые потребуются для прокачки больших токов. Переход от 12 В к 20 В при 5 А на выходе (100 Вт) выходит за рамки практического диапазона подкачки заряда. Фахгеддабудит!

Очевидный ответ — повышающий преобразователь, который, конечно же, будет содержать дроссель. Вы не дали никаких оснований избегать индукторов, так что это жизнеспособный ответ. Существуют микросхемы повышающего преобразователя. При этом уровне мощности вам понадобится тот, который управляет внешним коммутатором.

Например, при КПД 80% среднее потребление от источника питания 12 В составит 10,4 А. Я бы рассмотрел многофазные архитектуры, чтобы разделить этот ток. При такой мощности вам, вероятно, придется проектировать значительные части бустера самостоятельно. Подходящих готовых чипов может и не быть. Я, вероятно, изучил бы микроконтроллер, управляющий тремя выходами PWM, сдвинутыми по фазе на 120 °.

При 100 Вт вы должны проснуться и заняться реальным дизайном, а не просто соединить детали по схеме, которую вы нашли в каком-то сомнительном уголке Интернета. Здесь точно не место глупым религиозным убеждениям вроде того, что индукторы — это какое-то зло.

Вот простейший повышающий преобразователь, работающий с эффективностью около 80%:

Я не думаю, что вы можете добраться туда с зарядным насосом RC.

Любые перепады напряжения приводят к потерям. То есть, используя вашу опубликованную схему в качестве справки, напряжение C4 должно быть как можно ближе к входному напряжению 12 В. Тогда напряжение C5 должно быть как можно ближе к входному напряжению 12 В + C4. В результате на выходе 12 В x 2 = 24 В.

Схема, как указано, имеет падение напряжения на D1 и D2, плюс Vbe T1 и T2. Вы хотите заменить их переключателями с низким импедансом. T1 и T2 являются эмиттерными повторителями, которые необходимо перепроектировать или расширить уровни возбуждения за пределы шин питания. D1 и D2 можно заменить активно управляемыми транзисторами (вероятно, полевыми МОП-транзисторами). Конечно, необходимо избегать наложения двух фаз.

C4 и C5 хотят быть большими для низкого ESR и низкой пульсации.

Я думаю, что одним из больших недостатков источника питания с переключаемым конденсатором является необходимость регулирования напряжения. При введении регулирования напряжения намеренно вводятся разности напряжений между входным напряжением, напряжением конденсаторов и выходным напряжением, что приводит к увеличению потерь мощности.

Также, если проследить путь тока от входа к выходу, ток дважды проходит через T1, T2, D1, D2, C4 и два раза через источники от входа 12В. Таким образом, различные последовательные импедансы складываются, что способствует потерям мощности и колебаниям напряжения из-за изменения нагрузки (при отсутствии активного регулирования напряжения).