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 wrzesień 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio październik 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

Automatyka Podzespoły Aplikacje wrzesień 2020

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna wrzesień 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich wrzesień 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów