. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Napájení přenosných zařízení III – Jediný napájecí článek

Napájení přenosných zařízení III – Jediný napájecí článek

Přehled možných řešení napájení přenosných a mobilních zařízení, napájených z baterie, včetně hlavních úskalí volby vhodných koncepcí.

V minulých dílech seriálu Napájení přenosných zařízení jsme se zaměřili na použití tří a čtyř napájecích článků a regulátorů typu SEPIC a LDO. Dnes budeme v tématu dále pokračovat a představíme si výhody a možná řešení napájení zařízení z jediného článku.

Zvýšení napájecího napětí
Větší počet bateriových článků, použitých v předchozích dílech seriálu, byl zvolen pro snazší dosažení vysoké účinnosti převodu, více dostupné energie a především pro možnost použití jednoduchých a levných LDO regulátorů (nebo dokonce žádného regulátoru). Nová generace napájecích obvodů umožňuje snížit počet bateriových článků na minimum a přitom zachovat malý počet nutných součástek. Obvykle tak použití menšího počtu článků znamená i celou řadu výhod, jako je menší velikost celého zařízení, nižší hmotnost, nebo (obvykle) delší životnost baterie, ve srovnání s lineárním regulátorem. Příkladem mohou být dvě AA baterie s 4,5 Wh dostupné energie a jejich srovnání s 6-článkovou, 9V alkalickou baterií s 3 Wh, přesto že jsou obě baterie srovnatelné co do velikosti i hmotnosti.


Obr. 1: Vnitřní blokové schéma obvodu MAX856

Step-up regulátor na obr. 2 poskytuje, v případě jednoho nebo dvou napájecích článků, účinnost lepší než 88 % a jeho poměrně vysoká provozní frekvence 500 kHz podporuje použití velmi malých indukčností. Klidový proud obvodu je při odpojené zátěži pouze 60 µA, což z něho tvoří ideální prvek pro aplikace z oblasti přenosné a mobilní elektroniky, jejichž napájecí napětí musí zůstat aktivní i ve chvíli, kdy je zařízení vypnuto. Pokud obvody zařízení přejdou do režimu snížené spotřeby nebo režimu spánku, klesne i vlastní odběr obvodu do oblasti mikroampér a obvod není potřeba nijak vypínat. Pokud je však možné zajistit i vypnutí napájecího regulátoru, podporuje obvod provozní režim, ve kterém odebírá méně než 1µA.

Regulátory pro jeden napájecí článek
Konstruovat zařízení pro napájení z jediného napájecího článku s napětím od 1 V má smysl pouze v případě, kdy je hlavní důraz kladen na rozměry. Dnes je již k dispozici celá řada řešení, nabízejících přiměřenou účinnost a výrobní náklady v případě, kdy se vstupní napětí pohybuje kolem 1V. Díky tomu je možné jediný bateriový článek použít v celé řadě i donedávna nemyslitelných aplikací. Spínací frekvence i levnější řady obvodů se blíží 1 MHz, takže možné použít velmi malé indukčnosti a samozřejmě i filtrační kapacity. Díky tomu tyto DC/DC obvody zabírají mnohem méně místa než baterie, kterou nahrazují.

Na obr. 2a jsou čárkovaně přidány tranzistory Q1 a Q2, které podporují start obvodu při mnohem nižším vstupním napětí a vyšším výstupním proudu. Tranzistor Q1 rovněž odpojuje zátěž od baterie během režimu se sníženou spotřebou. Integrovaný komparátor neumožňuje Q1 znovu sepnout do doby, dokud VOUT nestoupne alespoň na 3V. Na obr. 2b je tento stav zakreslen do grafu a je vidět, že spouštění napětí je nyní pouhých 0,8 V.


Obr. 2: Nízkopříkonový CMOS step-up regulátor s obvodem MAX856 produkuje 3,3 V z jednoho až dvou napájecích článků. Volitelný obvod, ohraničený přerušovanou čárou, umožňuje start regulátoru již při napětí 0,8 V.

Na obr. 3 je uveden příklad step-up regulátoru s vysokou účinností, který je však určen pro vyšší výstupní proud. Obvod pracuje od vstupního napětí 0,7 V a 0,9 V je spouštěcí napětí. Výstupní napětí je zde 5 V, ovšem je volitelné v rozmezí zhruba od 2,5 do 5,5 V a výstupní proud může být až 1,5 A.

Obvody MAX1703 jsou dostupné v úzkém provedení pouzdra typu SO-16 a obsahují volný komparátor, využitelný například pro generování signálu power-good nebo varování před poklesem napětí baterie.


Obr. 3: Příklad použití obvodu MAX1703 jako výkonného PWM step-up regulátoru s výstupním proudem až 1,5 A

V příštím díle seriálu o napájení malých přenosných zařízení se podíváme na regulátory, integrované přímo v bateriových sadách.

Odkazy & Download:
Domovská stránka výrobce
Přehled distributorů
Energy Management for Small Portable Systems







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

Komentáře:
Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
USB čtečka RFID
Modul pro čtení bezkontaktních identifikátorů RFID na frekvenci 125 kHz s USB výstupem.
Skladem od 790 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