Повышающе-понижающий преобразователь напряжения для зарядки КПК от батареек

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 как от аккумулятора автомобиля, так и от батареек, но может быть легко переделана на другое выходное напряжение и использоваться для зарядки от батареек или аккумуляторов любых 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 преобразователя 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.

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).

Схема:

Схема зарядника для КПК

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.

сердечник катушек индуктивности

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).

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 Шоттки1N5817 (с материнки)

R1, R2 — делитель напряжения. Для выхода 5В резисторы имеют номиналы 3 кОм и 1 кОм, соответственно.

R3 — резистор 4,7 кОм

T1 — силовой транзистор MOSFET, 60N03S (с материнки). Можно взять любой MOSFET с логическим уровнем управления затвором.

T2 — pnp транзистор. Подойдут, например, наш КТ361, буржуйский 2PA733 или подобные.

Готовый девайс:

Фото самодельного зарядника для КПК

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, количества батарей и способа их включения. Например, при питании от трёх последовательно включенных батареек ААА максимальный выходной ток преобразователя может быть всего 100-120 мА.

Скачать печатную плату (DipTrace 2.0)

Методика расчёта преобразователей SEPIC

Добавить комментарий