Przetwornica podwyższająca napięcie

Przetwornica podwyższająca napięcie
Pobierz PDF Download icon
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.

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

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
marzec 2016
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Materiały dodatkowe

Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik lipiec 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio lipiec - sierpień 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje lipiec 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna lipiec 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich sierpień 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów