Zaloguj
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
