Случаи, когда напряжения питания может быть как больше, так и меньше выходного напряжения встречаются довольно часто. Применение классических схем импульсных понижающих или повышающих стабилизаторов при этом невозможно. Один из вариантов решения - использование преобразователя, построенного на структуре SEPIC. Вариант такого самодельного преобразователя на самых простых и доступных элементах и приведён в данной статье.
Поделиться этой страницей в:
В магазинах можно найти достаточно много зарядных устройств, работающих от сети 220В или от бортовой сети автомобиля (12В). В тоже время, иногда бывают ситуации, когда под рукой нет ни розетки, ни автомобиля, например, где-нибудь в походе. В этом случае для подзарядки различных устройств, таких как КПК или сотовые телефоны можно использовать обычные батарейки.
Представленная ниже схема разрабатывалась как зарядное устройство для КПК (5В; 0,5А), работающее от батареек, но может быть легко переделана на другое выходное напряжение и использоваться для зарядки от батареек или аккумуляторов других устройств. Данная схема позволяет при входном напряжении +4..+14В получить на выходе стабильное напряжение +5В и ток нагрузки до 0,5А.
В качестве топологии была выбрана топология SEPIC, поскольку она позволяет как повышать, так и понижать входное напряжение и, кроме того, обеспечивает сравнительно небольшие пульсации входного тока, что особенно важно в случае батарейного питания.
За основу преобразователя была взята хорошо известная микросхема MC34063 (аналоги: AP34063, KS34063 и т.д.).
В качестве силового ключа используется n-канальный MOSFET как наиболее экономичное с точки зрения КПД решение. У этих транзисторов минимальное сопротивление в открытом состоянии и как следствие - минимальный нагрев (минимальная рассеиваемая мощность). (Лучше использовать полевик с логическим уровнем напряжения открывания, т.е. который открывается при низких напряжениях на затворе - от 1В. Это важно, т.к. обычно у полевых транзисторов порог открывания около 3...4В, добавим к этому напряжению падение на диоде D2 - около 0.5В, падение на внутреннем транзисторе микросхемы - около 1.4В - в сумме получим, что напряжение питания, достаточное для открывания полевика должно быть больше 3.5+0.5+1.4 = 5.4В. Т.е. ниже этого напряжения преобразователь с полевиком со стандартным уровнем напряжения включения не запустится. Поэтому ставьте что-то типа IRL024 и т.п. Прим.Ред.)
Схема:
Для управления полевым транзистором используется узел на элементах T2, R3, D2. Он работает следующим образом: при включении MOSFET затвор заряжается через диод, биполярный транзистор при этом закрыт, а при отключении MOSFET биполярный транзистор открывается и затвор разряжается через него. Этот узел предназначен для обеспечения максимальной крутизны фронтов открытия и закрытия полевого транзистора. (Схема по подбору элементов аналогична повышающему преобразователю из статьи "", Рис.2.6, где более подробно расписаны особенности микросхемы МС34063. Так же показано, как сделать защиту по току в данной схеме. Прим.ред.)
L1, L2 - катушки индуктивности по 80 мкГн (56 витков провода ПЭТВ2, диаметром 0,315 мм, намотанных на гантельке (рис. справа), диаметром 6 мм и высотой 8 мм). (Либо любой другой миниатюрный дроссель такой индуктивности, рассчитанный на ток 2...3А. Прим.ред.)
С1 - входной фильтр, электролит 100 мкФ/16В
С2 - керамика на 10 мкФ (можно взять с плат сломанных винчестеров, там обычно стоят толстые керамические кондёры на 10 мкФ и на 22 мкФ)
С3 - выходной фильтр, электролит 470 мкФ/16В
С4 - времязадающий конденсатор, керамика 270 пФ
D1, D2 - диоды Шоттки 1N5817 (с материнки)
R1, R2 - делитель напряжения. Для выхода 5В резисторы имеют номиналы 1 кОм и 3 кОм, соответственно. (Возможно придётся подобрать номиналы одного из этих резисторов, чтобы обеспечить нужное выходное напряжение. Для уменьшения потерь, номиналы обоих этих резисторов можно пропорционально увеличить до 10 раз. Прим.ред.)
R3 - резистор 4,7 кОм (1...10кОм)
T1 - силовой транзистор MOSFET, 60N03S (с материнки). Можно взять любой MOSFET с логическим уровнем управления затвором.
T2 - p-n-p транзистор. Подойдут, например, наш КТ361, буржуйский 2PA733 или подобные.
Готовый девайс:
КПД данного устройства 70~80% , в зависимости от входного напряжения и тока нагрузки.
P.S. Следует учитывать, что разные батареи имеют разные номинальный и максимальный токи разряда. Это обстоятельство ограничивает максимальный возможный выходной ток преобразователя в зависимости от типа и количества батарей. Например, при питании от трёх батареек ААА максимальный выходной ток преобразователя может быть всего 100-120 мА.
Повторил вашу схему. Она действительно и повышает и понижает. Делитель подобрал на 5,6В, но когда подключаю нагрузку напряжение падает до 4В и ток очень мизерный - порядка 3 мА. Не пойму причину. Возможно она спрятана в том, что я не мотал дроссели в ручную( гантельки), а использовал готовые заводские на 80 мГн. Сейчас еще раз проверю жив ли полевик и микросхема, остальные детали живие.
А вообще я планировал ее для самодельной переносной солнечной батареи которая уже есть. От других источников питания схема тоже работать не хочет.Странно...Ведь фото платы выложены, а значит у автора она работает.
Ну, схема не моя, а найденная на просторах Интернета.
Хотя, нечто подобное собирал и все работало.
Для начала, удалите дроссель L2 и закоротите конденсатор С2. Получите обыкновенную повышалку. Проверьте как она работает. Хорошо бы проглядеть как идет переключение ключевого полевика с осциллографом.
Если все работает и нагрузка отдается в режиме повышалки, то тогда только подключаете удаленные элементы.
Но вообще, надо смотреть, что за элементы Вы ставили.
Да, кстати, на схеме ключ Т1 нарисован вверх ногами (правда подписи ножек сделаны правильно). Т.е. к земле подключается ИСТОК, а сток (корпус полевика) подключен к дросселю. Вот этот момент у себя уточните.
Но издалека что-то сложно советовать. Повторюсь, подобные схемы делал и они работали, на рисунке тоже, похоже, ошибок нет.
На главную
Случаи, когда напряжения питания может быть как больше, так и меньше выходного напряжения встречаются довольно часто. Применение классических схем импульсных понижающих или повышающих стабилизаторов при этом невозможно. Один из вариантов решения - использование преобразователя, построенного на структуре SEPIC. Вариант такого самодельного преобразователя на самых простых и доступных элементах и приведён в данной статье.
