wersja mobilna | kontakt z nami

Przetwornica podwyższająca napięcie

Numer: Marzec/2016

Miniaturowa przetwornica podwyższająca do 5 V/1,5 A, ułatwiająca zasilanie "prądożernych" układów np. Raspberry PI, BeagleBone z zestawu ogniw 3×LR6 lub akumulatora Li-Po.

Pobierz PDFMateriały dodatkowe

Rysunek 1. Schemat ideowy przetwornicy podwyższającej napięcie

Opisywany projekt przetwornicy podwyższającej umożliwia uzyskanie napięcia +5 V przy obciążeniu do 1500 mA (2000 mA szczytowo) w zależności od wydajności ogniw, przy zasilaniu z trzech typowych, połączonych szeregowo ogniw AA lub akumulatora Li-Po. Schemat ideowy proponowanego rozwiązania zamieszczono na rysunku 1.

Jako sterownik wybrano układ TPS61232. Jego wybór był podyktowany nieskomplikowaną aplikacją, niewielką liczbą elementów zewnętrznych i akceptowalną ceną. Układ do pracy wymaga jedynie dławika i kondensatorów filtrujących. TPS61232 ma napięcie wyjściowe ustalone na +5 V. Jest oferowany jest w obudowie VSON z wkładką radiatorową. Dodatkowo, w strukturze U1 zawarto komparator z histerezą umożliwiający realizację zabezpieczenia podnapięciowego ULVO wraz z sygnalizacją poprawności zasilania PG. Klucz przetwornicy ma ograniczenie do 5 A.

Napięcie z baterii jest doprowadzone do złącza IN. Przełącznik SW umożliwia wyłączenie przetwornicy. Napięcie baterii (3,1...5 V) zostaje podwyższone w przetwornicy U1 do wartości +5 V i doprowadzone do gniazda OUT. Dioda świecąca LD1 sygnalizuje obecność napięcia wyjściowego +5 V. Układ TPS61232 ma wbudowane dodatkowe obwody monitorowania zbyt niskiej wartości napięcia zasilania układu - po spadku napięcia poniżej progu układ zostaje wyłączony.

Rysunek 2. Schemat montażowy przetwornicy podwyższającej napięcie

Umożliwia to wykonanie zabezpieczenia przed nadmiernym rozładowaniem akumulatora. Dzielnik R1...R3 ustala napięcie załączenia przetwornicy na +3,3 V, rezystor R3 określa histerezę - układ wyłączy się przy spadku napięcia poniżej 3,1 V. Taki dobór progów napięciowych umożliwia współpracę z akumulatorem Li-Po lub zestawem 3×LR6 (NiMH).

Przetwornicę zmontowano na niewielkiej, dwustronnej płytce drukowanej - jej schemat montażowy pokazano na rysunku 2. Montaż jest typowy i nie wymaga opisywania. Przy dłuższej pracy z obciążeniem zbliżonym do maksymalnego, dla poprawy odprowadzania ciepła na U1 należy dokleić niewielki radiator BGA.

Pierwsze uruchomienie warto przeprowadzić z regulowanego zasilacza laboratoryjnego z ograniczeniem prądowym (3...5 V/5 A). Wyjście należy obciążyć rezystorem 3,3 V/10 W i skontrolować napięcie wyjściowe. Zmieniając napięcie zasilające w przedziale 3...5 V należy skontrolować poprawność działania układu ULVO.

Jeżeli wszystko działa dobrze, można dołączyć akumulator/baterię oraz ponownie sprawdzić działanie układu. Należy tylko pamiętać o odpowiednim doborze akumulatora, aby nie przekroczyć maksymalnego prądu rozładowania, gdyż przy pracy przy niższym napięciu wejściowym, pobierany prąd może sięgać 4 A.

Kondensatory C2...C3 zapewniają minimum filtrowania napięcia niezbędne do poprawnej pracy. Jeżeli zasilany układ wymaga mniejszych tętnień, do wyjścia można dołączyć kondensator elektrolityczny (tantalowy) Low ESR o pojemności 22...220 mF/10 V.

Adam Tatuś, EP

Pozostałe artykuły

Balanser do pakietów akumulatorów Li-Po

Numer: Marzec/2016

Układ balansera, niezbędny do prawidłowego ładowania szeregowych pakietów akumulatorów, przez co jest wydłużany czas ich eksploatacji i zapewniana maksymalna wydajność.

Ładowarka akumulatora Li-Po zasilana energią słoneczną

Numer: Marzec/2016

Przedstawiona ładowarka akumulatora Li-Po (1S) pozyskuje energię z ogniwa słonecznego wykorzystując algorytm śledzenia punktu mocy maksymalnej (MPPT) dla zwiększenia sprawności ładowania.

Sterownik syreny piezo

Numer: Luty/2016

Dostępne w handlu buzzery ze zintegrowanym generatorem mają niewielką głośność, ponieważ są przeznaczone do sygnalizacji, natomiast syreny są wystarczająco głośne, ale mają duże wymiary. W sytuacjach, kiedy potrzebna jest duża głośność, a przestrzeń jest ograniczona, najlepiej użyć zwykłego przetwornika piezoelektrycznego z odpowiednim sterownikiem.

Miniaturowy hub USB z interfejsem UART

Numer: Luty/2016

Miniaturowy hub USB z wbudowanym konwerterem portu szeregowego. Moduł zapewniający dwóch interfejsów przydatnych podczas uruchamiania urządzeń komunikujących się z otoczeniem.

Interaktywny stolik

Numer: Luty/2016

Współcześnie interakcja z urządzeniami elektronicznymi jest nieodzownym elementem naszego życia. Prezentowany projekt panelu sterownego ruchami dłoni może dać nam dużo zabawy, będzie też doskonałym prezentem dla dziecka lub młodszego rodzeństwa.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Marzec 2017

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym