Zaloguj się
Wszystkie
22 stycznia 2025
94
W przypadku zasilania bateryjnego bardzo istotnym parametrem jest sprawność takiego przetwarzania energii. Dobrym przykładem urządzeń o takich właśnie wymogach są bezprzewodowe myszy komputerowe, piloty zdalnego sterowania itp. Wykonanie przetwornicy podwyższającej napięcie z elementów dyskretnych nie jest zadaniem prostym. Oczekujemy bowiem nie tylko dużej sprawności, ale aby cały układ był równocześnie zwarty, niewielkich rozmiarów i mieścił się w niewielkiej obudowie. Na szczęście opracowano układy scalone dedykowane dla takiego celu. Prezentowany w bieżącym projekcie układ wytwarza i stabilizuje napięcie 5 V z jednej bateryjki 1,5 V lub innego ogniwa o napięciu niższym od wymaganych 5 V.
Liczba wymaganych elementów jest zaskakująco mała. Na fotografii widzimy płytkę dwustronną na której został zmontowany prototyp wykonany przez autora.
Opis układu i jego działanie
Zaproponowany układ jest tak oszczędny w ilość komponentów dzięki wykorzystaniu układu scalonego CE8301 (IC1). To specjalizowany kontroler przetwornicy pracujący w klasycznej konfiguracji podwyższającej step-up. Zawiera wszystkie podzespoły sterownika wraz z tranzystorem kluczującym i elementami stabilizującego ujemnego sprzężenia zwrotnego. Zastosowana wersja jest 5 V, aczkolwiek istnieją wersje CE8301 pozwalające uzyskać napięcia od 1,8 V do 6,5 V z krokiem 0,1 V. Wersja IC1 wybrana przez autora projektu zamknięta jest w obudowie SMD o jedynie trzech wyprowadzeniach. Dzięki temu uzyskano tak zwartą budowę całej przetwornicy. Kluczowymi elementami dodatkowymi jest cewka L1 i dioda Schottky’ego D1. Z uwagi na wysoką częstotliwość kluczowania wartość wymaganej indukcyjności to zaledwie 22 μH, a dioda powinna być szybka, tu – 1N5819. Działanie przetwornicy bazuje na klasycznej modulacji szerokości impulsów, aczkolwiek modulowana jest też częstotliwość PFM. Dzięki temu uzyskano dużą sprawność przetwarzania energii w szerokim zakresie obciążenia mocą odbiornika. Poza wymienionymi wyżej trzema kluczowymi elementami, schemat zawiera jedynie dwa dodatkowe kondensatory elektrolityczne, przycisk SW1 i ew. dwa dwupinowe złącza dla napięcia wejściowego i wyjściowego. Do wejścia CON1 można podłączyć napięcie z zakresu od 0,9 V do 5 V, zaś dedykowane jest 1,5 V z pojedynczego ogniwa bateryjki. Zamknięcie przełącznika SW1 natychmiast uruchamia pracę przetwornicy i na złączu CON2 dostępne jest napięcie 5 V. Kondensator C2 na wyjściu filtruje ew. tętnienia Uwy o częstotliwości kluczowania. Natomiast C1 ulokowany na wejściu jest buforem obniżającym dynamiczną impedancję widzianą od strony wejścia przetwornicy. Istotną cechą w przypadku zasilania bateryjnego jest niska wartość prądu zasilania sterownika. CE8301 wykonany jest w technologii CMOS i spełnia ten wymóg. Maksymalna częstotliwość kluczowania sięga 100 kHz, a przetwornica startuje już przy zasilaniu na wejściu na poziomie 0,9 V. To pozwala na pełne wykorzystanie cennej energii w bateryjce. Przy tak niskim zasilaniu, gwarantowany prąd na wyjściu jest na poziomie jedynie 1 mA, co jednak w wielu aplikacjach wystarcza. Spośród wielu dostępnych wersji CE8301X, autor wykorzystał podstawową wersję ze stałym Uwy o wartości 5 V.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
