В качестве схемы запуска от низковольтных источников и питания низкопотребляющих логических элементов можно использовать микросхему ME2108, которая представляет собой микросхему повышающего импульсного преобразователя с частотно-импульсной модуляцией (Pulse Frequency Modulation (PFM )). Согласно имеющейся документации, выходное напряжение микросхемы находится в диапазоне от 2 до 7 В и задаётся с шагом 100 мВ. Максимальная частота преобразования 180 КГц. Микросхема требует минимум внешних компонентов (входные и выходные конденсаторы, индуктивность, диод). Запуск микросхемы возможен при 0,9 В.
Рисунок 1 — Схема электрическая принципиальная схемы запуска от низковольтных источников
Рисунок 2 — Вид проекта печатной платы устройства
Рисунок 3 — 3D вид устройства (габариты устройства 30 x 17 мм)
В конкретном примере для питания микроконтроллера в проекте солнечной портативной зарядки использовалась микросхема ME2108C30M5G с фиксированным выходным напряжением 3,0 В.
Проведён монтаж макетной платы.
Используемые в макете компоненты:
- микросхема ME2108C30M5G;
- индуктивность Sumida CDRH127/LDNP-121MC;
- в качестве входной и выходной ёмкости использованы танталовые конденсаторы 100 мкФ 16 В;
- диод STPS3H100.
Согласно предварительным расчётам, номинал нагрузочного резистора, при котором на выходе схемы запуска будет не более 100 мА — 30 Ом (при макетировании использован выводной потенциометр 100 Ом; расчётный максимальный выходной ток 136,4 мА).
Результаты экспериментов
Проведён эксперимент подключения схемы запуска от лабораторного блока питания при входном напряжении 1150 мВ. Т. к., схему рассчитывается использовать от мощного источника тока (фотоэлектрического элемента) в качестве ограничивающего ток резистора на входе схемы использовался SMD резистор 1,0 Ом в корпусе 2512, влияющий на выходные характеристика повышающего преобразователя. Без токоограничивающего резистора максимальный ток нагрузки при выходном напряжении 3,0 В — 140 мА (нагрузка 21.5 Ом).
|
№ опыта |
Входные параметры |
Выходные параметры |
||||||
|
Iin, мА |
Uin, мВ |
Pin,мВт |
Iout, мА |
Uout, мВ |
Rl, Ом |
Pout, мВт |
η, % |
|
|
1. |
24 |
1156 |
27,7 |
9,2 |
3,020 |
330 |
27,6 |
>90 |
|
2. |
200 |
1150 |
223,0 |
47,0 |
2,800 |
60 |
131 |
<60 |
|
3. |
270 |
1150 |
310,5 |
55,0 |
1,700 |
31 |
93 |
30 |
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| LL1 | Катушка индуктивности | 120 мкГн | 1 | |||
| C5, C6 | Конденсатор | 100 мкФ | 2 | Танталовый | ||
| VD2 | Диод Шоттки | STPS3H100 | 1 | |||