Miniaturowy zasilacz USB

Opisany w artykule mini zasilacz USB, którego schemat ideowy zamieszczono na rysunku 2, dostarcza 4 typowych napięć: 5 V/500 mA, 3,3 V/250 mA oraz ±15 V/125 mA, przydatnych do zasilania układów cyfrowych i analogowych wymagających napięcia symetrycznego. Sumaryczną moc ograniczono do 10 W, co umożliwia zasilanie z typowej ładowarki lub powerbanku o obciążalności 2 A.

Napięcie USB 5V doprowadzono przez typowe gniazdo micro USB do układu zarządzania zasilaniem U1 (TPS2064). Zawiera on dwa niezależne klucze zasilania z wbudowanym pomiarem prądu i zabezpieczeniem przeciążeniowym. Układ jest aktywowany przełącznikiem PWR poprzez podanie poziomu wysokiego na wejścia EN. Dwa niezależne kanały są używane do podziału zasilania na grupę „analogową” (VA) służącą do generowania ±15 V oraz grupę „cyfrową” (VD) dla zasilaczy 5 V i 3,3 V. LED OVC sygnalizuje zadziałanie zabezpieczenia przeciążeniowego. Opcjonalny rezystor R2 (ok. 2,2 kV) umożliwia sygnalizację poziomem świecenia OVL, także poprawnego zasilania z USB – w modelu nie jest używany.

Do budowy stabilizatora +5 V użyto układu U4 typu TPS63061 zawierającego przetwornicę podwyższająco –obniżającą z układami zabezpieczeń. Dodatkowa komplikacja podyktowana jest chęcią uniezależnienia się od jakości napięcia pochodzącego z zewnętrznego zasilacza. Szczególnie przy zasilaniu z powerbanku lub niskiej jakości ładowarki USB stabilność napięcia +5 V pozostawiała sporo do życzenia. Dioda LED LD1 sygnalizuje obecność +5 V.

Stabilizator +3,3 V oparto o typowe, liniowe układy LDO typu LM1117-3.3 (U2). Dioda D3 ogranicza straty w U2. Dioda LED LD2 sygnalizuje obecność napięcia +3,3 V. Napięcia +5 V i +3,3V doprowadzono do złącza OUTD.

Do budowy zasilacza symetrycznego ±15 V zastosowano sterownik przetwornicy symetrycznej typu ADP5071 (U3). Napięcie wyjściowe ustalono na typowe dla zasilania wzmacniaczy operacyjnych. Wartość napięcia ustalają dzielniki R5/R7 i R6/R8, korygując ich wartości można stabilizować napięcie np. ±12 V lub o różnych wartościach. Napięcie symetryczne doprowadzono do złącza OUTA. Jego obecność sygnalizują LED LD3 i LD4.

Układ zmontowano na niewielkiej, dwustronnej płytce drukowanej, której schemat montażowy pokazano na rysunku 1. Montaż nie wymaga opisu, należy tylko poprawnie przylutować pady termiczne i wyczyścić płytkę z topnika. Gotowy zasilacz nie wymaga uruchamiania. Warto jednak sprawdzić napięcia wyjściowe przed zasileniem zewnętrznego urządzenia.

Adam Tatuś, EP