Bateryjny "bank energii" z wyjściem USB

Bateryjny "bank energii" z wyjściem USB
Pobierz PDF Download icon
Idea "Banku Energii" jest powszechnie znana, za kilkanaście złotych można kupić gotowe urządzenia oparte najczęściej o akumulator LiPo i przetwornicę podwyższającą napięcie. Bank umożliwia doładowanie telefonu, tabletu, aparatu fotograficznego itp. w przypadku braku dostępu do sieci zasilającej. Ale co zrobić, gdy przez dłuższy czas nie mamy dostępu do zasilania umożliwiającego naładowanie akumulatorów banku, a zastosowanie źródeł odnawialnych jest nieefektywne?

Rysunek 1. Schemat ideowy bateryjnego banku energii

Nie pozostaje nic innego jak powrót do starych dobrych i sprawdzonych ogniw chemicznych typu AA. Popularne paluszki można kupić praktycznie wszędzie lub w przypadku dłuższego wyjazdu zaopatrzyć się w ich odpowiedni zapas.

Prezentowany układ przetwornicy podwyższającej napięcie umożliwia uzyskanie napięcia 5 V i obciążalności powyżej 600 mA przy zasilaniu z dwóch typowych, połączonych szeregowo ogniw AA. Schemat proponowanego rozwiązania pokazano na rysunku 1.

Jako sterownik przetwornicy wybrano TPS61032 firmy Texas Instruments z rodziny układów przetwornic podwyższających TPS6103x o różnych napięciach wyjściowych. O wyborze zadecydowała nieskomplikowana aplikacja, niewielka liczba komponentów zewnętrznych i akceptowalna cena.

Rysunek 2. Schemat montażowy bateryjnego banku energii

Układ wymaga jedynie przyłączenia dławika i kondensatorów filtrujących. Napięcie z baterii poprzez wyłącznik zasilania SW zostaje podwyższone w przetwornicy do +5 V i doprowadzone jest do gniazda USBA. Kondensatory C1 i C2 odsprzęgają zasilanie, CE1, CE2 filtrują wyjściowe napięcie przetwornicy.

Ze względu na dużą częstotliwość kluczowania, dla zapewnienia odpowiedniej filtracji i stabilności układu, zostały zastosowane dwa kondensatory tantalowe o małym ESR. Dioda LD1 sygnalizuje załączenie napięcia wyjściowego +5 V.

TPS6103x mają wbudowane dodatkowe obwody monitorowania zbyt niskiej wartości napięcia zasilania układu (LBI) oraz obwód zdalnego wyłączenia (EN), które w modelu nie są wykorzystane.

Układ zmontowano na niewielkiej, jednostronnej płytce drukowanej, której schemat montażowy pokazano na rysunku 2. Montaż nie wymaga opisu. Po włożeniu baterii i załączeniu przetwornicy należy tylko skontrolować napięcie wyjściowe.

W zależności od jakości baterii jest możliwe uzyskanie napięcia wyjściowego +5 V i prądu z zakresu 600...1500 mA już przy napięciu baterii rzędu 2...3 V. Uwaga: bank energii jest przystosowany do zasilania jedynie z baterii AA. Niedopuszczalne jest używanie do zasilania akumulatorów Ni-Cd, Ni-MH i innych ze względu na brak zabezpieczenia przed ich nadmiernym rozładowaniem.

Adam Tatuś, EP

Artykuł ukazał się w
Sierpień 2015
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Materiały dodatkowe

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik wrzesień 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio wrzesień - październik 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje wrzesień 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna wrzesień 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich wrzesień 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów