на главную
Карта сайта
English version
Вы читаете:

Источник бесперебойного питания

Электропитание
1 месяц назад

Источник бесперебойного питания 5 В/750 мА

1

В статье предложен источник бесперебойного питания (ИБП). Принцип его работы предельно прост: в штатном режиме нагрузка питается от сетевого блока питания с выходным напряжением 5 В, а при исчезновении сетевого напряжения прибор переключается в режим работы от аккумулятора.

Схема ИБП

Рис. Схема ИБП

 

Схема ИБП изображена на рисунке. Для переключения режима работы ИБП от сети или от аккумулятора применён электронный переключатель на транзисторах VT1 и VT2. Особенность пере ключателя - использование p-канального полевого транзистора с p-n-переходом VT1. Такой транзистор при нулевом напряжении на затворе открыт. Это означает, транзистор VT1 будет проводить ток через канал без подачи напряжения на вывод затвора. Чтобы закрыть p-канальный полевой транзистор, нужно на затвор подать положительное напряжение 4...6 В относительно истока. Вот почему полевые транзисторы с p-n-переходом называют нормально включёнными. Следовательно, при отсутствии напряжения сети и соответственно напряжения на выходе внешнего блока питания, подключённого к разъёму Х1, полевой транзистор VT1 будет открыт и MOSFET VT2 - тоже. В этом случае питание будет обеспечивать литий-ионный резервный аккумулятор G1. Напряжение аккумулятора повышает DC/DC-преобразователь DA3 до 5 В. При появлении напряжения сети транзистор VT1 закроется и соответственно закроется транзистор VT2. ИБП перейдёт в штатный режим работы.

Для поддержания аккумулятора в заряженном состоянии используется контроллер DA1 (LTC4054) - зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов [1]. Это широко распространённая микросхема с максимальным током зарядки до 800 мА при напряжении питания от 4,3 В до 6 В. Микросхема имеет защиту от замыкания на выходе и защиту от перегрева - снижение зарядного тока при температуре больше 120 оС, а также автоматически отключается процесс зарядки, когда аккумулятор полностью заряжен.

Микросхема LTC4054 имеет множество аналогов, в том числе и отечественный - УР1101ЕТ54. Самый дешёвый - это китайский аналог BL4054. Ток зарядки задают резистором, подключённым между выводом PRG (вывод 5) и общим проводом, его рассчитывают по формуле I = 1000/R, где I - зарядный ток в амперах, R - сопротивление резистора в омах. В нашем случае ток зарядки равен 100 мА. При зарядном токе больше или равном 300 мА микросхема начинает заметно нагреваться.

Микросхема DA2 (NP24AD) защищает аккумулятор от перезарядки, переразрядки, превышения разрядного тока, превышения тока зарядки и других аномальных явлений путём выключения внутренних n-канальных полевых транзисторов с изолированным затвором, подключённых к общему проводу питания. Защита в микросхеме построена на основе четырёх детекторов напряжения, детектора короткого замыкания, источников образцового напряжения, генератора, счётчика и логических узлов [2].

Светодиод HL1 служит для индикации процесса зарядки аккумулятора, когда аккумулятор полностью заряжен, он гаснет. Светодиоды HL2, HL3 применяются для индикации режима работы ИБП от сети или от аккумулятора.

ИБП не требует налаживания. Все резисторы и конденсаторы производства фирмы Murata - для поверхностного монтажа. Конденсаторы - керамические. Резисторы R9, R10 должны иметь допуск по сопротивлению не более 1 % из ряда Е192. Остальные резисторы - с допуском ±5 %. Дроссель L1 - CDRH4D28NP-2R2 (Sumida) или аналогичный. Транзисторы VT1 и VT2 можно заменить отечественными КП103Жи КП507А соответственно.

Литература

1.LTC4054-4.2/LTC4054X-4.2 Standalone Linear Li-Ion Battery Charger with Thermal Regulation in ThinSOT. - URL: https://static. chipdip.ru/lib/760/DOC000760847.pdf (07.05.22).

2.MP24AD - Battery Protect Solution IC. - URL: http://www.itm-ic.com/h-pd-31 .html (07.05.22).

Автор: А. Корнев, г. Одесса, Украина

Мнения читателей
  • Sebastian/21.08.2022 - 12:12

    1. Если на входе источника есть +5,0В, на выходе будет не +5,0В, а примерно +4,7В из-за падения на верхнем VD2. Так что, для обеспечения +5,0В на выходе, напряжения источника нужно будет поднять до примерно +5,3В. Или использовать более сложную коммутацию параллельно или вместо верхнего VD2.2. Нижний VD2 можно и вовсе закоротить, ибо он там не нужен. В таком случае, для правильной индикации нужно будет перенести анод HL3 с выв.5 на выв.6 DA3.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Поля, обязательные для заполнения

Изготовление печатных плат