Как сделать портативное зарядное устройство?

ПЗУВ данной статье объясняется простая и полезная схема портативного зарядного устройства USB. Благодаря данной схеме, аккумулятор мобильного телефона можно будет заряжать с помощью батареек типа АА.

Данная схема очень проста и может работать в качестве аварийного портативного зарядного устройства, или сокращенно ПЗУ. С помощью такого зарядника можно заряжать все устройства, которые могут заряжаться от USB, такие как мобильные телефоны, iPod, MP3-плееры, камеры и т. д. В схеме используются батареи типа AA на 1,5 В.

Портативное мобильное зарядное устройство с защитой от перенапряжения

Портативное зарядное устройство

Схема

Схема ПЗУ

Работа схемы

В нашем мини-проекте представлено портативное мобильное зарядное устройство с защитой от перенапряжения. Схема может использоваться для зарядки мобильного телефона с помощью 4 батареек типа АА.

Поскольку компоненты являются дискретными, система защиты от перенапряжения также включена в нее в случае отказа любого компонента. Работа схемы описана ниже.

Система защиты от перенапряжения

Основным компонентом схемы является микросхема IC 7805, представляющая собой стабилизатор напряжения 5 В, обеспечивающий максимальный ток 1,5 А. Следовательно, мобильный телефон можно заряжать максимальным током 1,5 А в зависимости от используемых батарей.

Зенеровский диод (стабилитрон) следит за тем, чтобы выходное напряжение не превышало 5,6 В, а в случае, если выходное напряжение превышает 5,6 В, стабилитрон включает тринистор и вход на 7805 отключается.

Предохранитель на 2 А можно использовать перед IC 7805, чтобы обеспечить отключение его входа при возникновении условия перенапряжения.

Выход 7805 подключен к USB-разъему, от которого можно заряжать мобильный телефон. В практической реализации мы использовали четыре батарейки типа АА 1,5 В, рассчитанные на 1,5 А.

Читать также:  Работа и структура трансформатора тока

ПЗУ с использованием повышающего преобразователя

Принципиальная электрическая схема

Принципиальная электрическая схема ПЗУ

Описание компонентов ПЗУ

LT 1302: это повышающий преобразователь постоянного тока. Входное напряжение может составлять всего 2 В, а выходной ток может достигать 600 мА.

USB типа A: это USB типа A, которое подходит для любой платы. Для подключения к внешним устройствам можно использовать кабель типа A «папа-папа» (USB — microUSB).

IN5818: это диод Шоттки. Так как применяется тип импульсного регулятора, обычные диоды, такие как IN4001, не подходят. Диод Шоттки имеет высокую скорость переключения и очень низкое прямое падение напряжения.

L1 (10 мкГн): это индуктор. Основная функция этой катушки индуктивности — удерживать ток и высвобождать этот ток на выходной конденсатор. Он должен выдерживать минимальный ток 1А.

C2 и C3 (220 мкФ): это конденсаторы питания. Они представляют собой электролитические конденсаторы и используются для устранения любых пульсаций переменного тока.

C1 и C4 (0,1 мкФ): это блокировочные конденсаторы. C1 используется для стабилизации выходного сигнала и замыкания любого сигнала переменного тока на землю (или фильтрации/блокировки нежелательных шумовых сигналов). C4 используется для стабилизации внутреннего опорного напряжения LT1302.

Батарейки АА: это источник питания. 2 батарейки АА по 1,5В соединены последовательно так, чтобы напряжение было 3В. Выдается в качестве входного питания.

Работа схемы

Основой схемы зарядного устройства является LT1302, повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный. Минимально допустимое входное напряжение для LT1302 составляет 2 В. Этот вход усиливается до 5 В при выходном токе 600 мА. Мы используем 3 В (используя две батарейки типа АА).

Читать также:  Как проверить конденсатор?

LT1302 работает в двух режимах: пакетном режиме и текущем режиме. Работа в пакетном режиме предназначена для более легких нагрузок, а работа в текущем режиме — для тяжелых нагрузок.

Напряжение на контакте 4 (которое является выходным напряжением схемы, которое подается обратно на контакт 4) внутренне сравнивается компаратором с опорным напряжением 1,24 В.

Если это напряжение обратной связи меньше опорного напряжения, включается внутренний генератор. Выход этого генератора будет попеременно включать и выключать транзистор.

Когда Q4 включен, в катушке индуктивности L1 накапливается ток. Когда Q4 выключен, ток течет в выходной конденсатор C3 через диод.

Из-за более быстрого переключения используется диод Шоттки. По мере увеличения выходного напряжения, напряжение на выводе обратной связи (вывод 4) также увеличивается. Как только напряжение обратной связи превышает опорное напряжение (плюс некоторый гистерезис компаратора), генератор выключается компаратором (поскольку его выходной сигнал становится низким).

Но для того, чтобы LT1302 работал в токовом режиме даже при небольшой нагрузке, между контактом 5 и землей подключен резистор (резистор 3,3 кОм, как показано на схеме). В текущем режиме (что здесь и показано) компаратор остается включенным, что, в свою очередь, поддерживает включенным генератор.

Теперь ток ограничен до 1А резисторами A2, Q2 и Q3 и регулируется выходом усилителя ошибки (A1). Выходное напряжение будет около 4,9В.

Внутренняя схема LT1302 показана ниже:

Внутренняя схема LT1302

Описание схемы

Соедините компоненты в соответствии с принципиальной схемой (желательно на макетной плате перед сборкой на печатной плате). В схеме зарядного устройства упоминаются три контрольные точки (TP1, TP2 и TP3). Основная цепь доходит до выходного конденсатора C3, где должно сниматься выходное напряжение.

Читать также:  Что такое сенсорный экран?

Проверьте напряжение на TP1, и оно должно быть в диапазоне 4,8 В<TP1<5,2 В. Если напряжение на ТР1 меньше 3В, то вытащите батарейки и перепроверьте все соединения.

Схема после выходного конденсатора предназначена для разъема USB. USB имеет 4 соединения, а именно. Vbus, GND, D+ и D-. Vbus и GND — это шины питания. Vbus подключается к выходу основной схемы, на выходе которой ≈ 5В. D+ и D- — шины данных.

Поскольку USB используется для зарядки, они должны быть подключены к напряжению больше 0 В, но меньше напряжения на Vbus. Таким образом, формируется сеть делителя напряжения с помощью резисторов R2, R3 (для D+) и R4, R5 (для D-).

На выходы этого делителя напряжения подаются две контрольные точки (TP2 и TP3). Напряжения в этих контрольных точках должны быть примерно равны 2В.

Альтернативные компоненты

LT1302 — повышающий преобразователь постоянного тока. В продаже доступны и другие микросхемы, выполняющие аналогичную операцию. Вот некоторые из них: LT1073, LT1111, LT1173, LT130x, MAX751 и MAX756.

Микросхемы «LT» производятся Linear Technologies, а микросхемы «MAX» производятся компанией Maxim Integrated. (Компоненты схемы и соединения могут различаться в зависимости от используемой микросхемы).

IN5818 — это диод Шоттки. Есть и другие диоды Шоттки, которые можно использовать для той же цели. Это MOTOROLA MBRS130LT3 и IN5817.

С Уважением, МониторБанк

Добавить комментарий