. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Boost konvertor pro USB a baterii
17. prosince 2009 - 4:15 | Pandatron | Boost konvertor pro USB a baterii | Komentářů: 5  

Boost konvertor pro USB a baterii

Aplikační poznámka představující obvod, který umožňuje plynulé přepínání napájení mezi baterií a USB portem s minimem použitých komponent. V návrhu je použita architektura step-up konvertoru s obvodem MAX1795/MAX1796/MAX1797 a LDO stabilizátor typu MAX1792.

Prakticky všechny dnes užívané počítače obsahují řadu USB portů, z nichž většina je kromě komunikace použita i pro napájení připojené aplikace. Těmi nejčastěji bývají myši, klávesnice, PDA, přehrávače MP3 a další spotřební elektronika. Jednotlivé USB porty jsou přitom schopny dodat proud až 500 mA při 5 V (tedy výkon až 2,5 W) a zároveň tedy působí jako komunikační rozhraní. Samotné počítače by poté měli obsahovat elektroniku, omezující proud na předem vyžádanou hodnotu a zcela odpojující napětí v případě přetížení. V případě přenosných zařízení je tak výhodné použít napětí z USB portu nejen pro dobíjení baterie, ale i pro napájení samotné elektroniky, což samozřejmě vyžaduje zajistit plynulý přechod mezi oběma zdroji bez výpadků a kolísání napájení.

Tradiční a zároveň nejjednodušší způsob využívá zapojení součtového členu OR s pomocí dvou křemíkových diod z baterie a USB portu. Toto zapojení však představuje nemalou ztrátu v podobě úbytku napětí na zatížených diodách, který může být v závislosti na typu diody i více než 1V. Takové řešení v případě započítání úbytku napětí na přívodním USB kabelu či vnitřního odporu portu, představuje neúnosné omezení a v případě jediné Li+ baterie se jmenovitým napětím 3,6 V dokonce nereálné zapojení. Dodatečný analogový spínač pro diodu sice řeší vznikající ztráty, ovšem zároveň zvyšuje složitost aplikace a analogicky i její cenu.

Namísto analogových spínačů nebo diodového členu OR je však možné použít obecné zapojení step-up konvertoru. Jelikož je takový obvod součástí prakticky každého elektronického zařízení, kde slouží k získání napájecího napětí 3,3 V, je pouze potřeba zvolit obvod s vhodnou architekturou. Tím je možné zajistit jak stabilizaci napájecího napětí pro další obvody, tak i dosáhnout zcela automatického přepínání napájení mezi baterií a USB portem a to pouze s minimálními ztrátami (obr. 1). Snižující Low-dropout lineární regulátor (LDO) typu MAX1792 je připojen mezi USB port a výstup step-up konvertoru typu MAX1795/MAX1796/MAX1797.


Obr. 1: Schéma zapojení automatického přepínání napájení

Výběr zdroje napětí probíhá zcela automaticky. Schottkyho dioda D1 chrání LDO stabilizátor proti zpětnému proudu, případně je možné zvolit takový typ, který má ochrannou diodu již integrovánu. Hodnoty rezistorů R1 a R2, které stanovují výstupní napětí LDO by měly být co možná nejvyšší, aby se minimalizovalo zatížení zdroje. S hodnotami uvedenými na obr. 1 je při výstupním napětí 3,3 V zatížení pouze 10 uA, což je ve většině případů zanedbatelná hodnota.

LDO obvod je zatížen v případě připojení USB portu, z toho důvodu by u něho mělo být nastaveno napětí o málo vyšší, než napětí poskytované step-up měničem z baterie. Všimněte si, že většina step-up obvodů umožňuje automatické vypínání jejich činnosti. Jakmile hodnota na výstupu měniče přesáhne nastavené napětí, přejde spínací prvek do vypnutého stavu, převodník přestává generovat pulsy a obvod má pouze minimální spotřebu.


Obr. 2: Výstupní napětí LDO a step-up měniče se nesmí překrývat

Následující obrázek zachycuje průběh napětí obvodu z obr. 1 ve chvíli, kdy je odpojen MAX1792. Zátěž byla použita v podobě odporu 10 ohmů. Pomalý průběh změn je způsoben velkým zatížením, může však být eliminován použitím vyšší výstupní kapacity.


Obr. 3: Průběh při zatížení výstupu odporem 10 ohmů. Horní průběh je na vstupu MAX1792, spodní průběh je napětí na spotřebiči

Použitá literatura:
Boost Converter Switches Between Battery and USB Power

Odkazy & Download:
Domovská stránka firmy MAXIM
Přehled distributorů
Informace o obvodu MAX1792
Informace o obvodech MAX1795/MAX1796/MAX1797







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (5):

Zobrazit starší 30 dnů (5)...



Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
WIZ110SR - RS232
Převodník TCP/IP <-> RS232 s konektory RJ45 i D-Sub
Skladem od 730 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007