Импульсный источник питания на Рисунке 1 с высоким КПД преобразует входное постоянное напряжение от 2.5 до 20 В в напряжение 3.3 В. Запустившись при минимальном напряжении 2.5 В, далее схема может работать при входном напряжении всего 1.5 В, что позволяет преобразователю полностью разрядить пару щелочных батарей, срок службы которых подходит к концу. Источник питания также может эффективно работать при более высоких входных напряжениях, например, от бортовой сети автомобиля 12 В. Сердцем схемы является импульсный источник питания на основе SEPIC (преобразователь с несимметрично нагруженной первичной индуктивностью), обеспечивающий выходное напряжение, большее или меньшее входного [1].
 |
|
| Рисунок 1. | Источник питания преобразует входное постоянное напряжение от 2.5 до 20 В в напряжение 3.3 В. Для запуска требуется напряжение 2.5 В. |
Этот источник питания включает в себя бутстрепную схему, состоящую из регулятора напряжения LT3008 (IC1), диода Шоттки D1 и конденсатора C2. Для запуска требуется напряжение не менее 2.5 В. Регулятор напряжения IC1 обеспечивает напряжение 2.5 В для запуска контроллера SEPIC IC2. Как только выходное напряжение источника питания SEPIC достигает своего номинального значения 3.3 В, диод D1 позволяет выходному напряжению преобразователя вернуться на вход IC2 для питания контроллера. После этого регулятор IC1 не влияет на схему, поскольку напряжение на его выходе превышает установленное значение. Теперь IC2 питается от собственного выхода, а внутренняя схема регулятора IC1 предотвращает протекание через него обратного тока. MOSFET Q1 имеет низкое пороговое напряжение, достаточно низкое сопротивление открытого канала, чтобы обеспечить обратную связь по току к контроллеру IC2, и максимальное напряжение сток-исток 30 В, позволяющее работать при входном напряжении до 20 В.
Бутстрепная схема позволяет преобразователю работать при очень низких входных напряжениях, поддерживая напряжение на входе IC2, и повышает КПД при высоких входных напряжениях за счет исключения использования внутреннего линейного стабилизатора микросхемы IC2. На Рисунке 2 показана зависимость КПД прототипа источника питания от напряжения питания при токах нагрузки 50 и 500 мА. Благодаря бутстрепной схеме КПД источника питания практически постоянен во всем диапазоне рабочих напряжений.
 |
|
| Рисунок 2. | КПД источника питания постоянен при токах нагрузки 50 и 500 мА. |
Поскольку в схеме используется MOSFET с низким пороговым напряжением, низкое напряжение управления, поддерживаемое на затворе, уменьшает общий заряд затвора, что дополнительно повышает КПД схемы. Для формирования рабочего напряжения 5 В из входного напряжения обычно используется внутренний LDO стабилизатор контроллера SEPIC IC2. При работе IC2 от бутстрепного выхода рабочее напряжение IC2 снижается примерно до 3 В, что также ограничивает управляющее напряжение затвора Q1.
Конструкция печатной платы и выбор связанных дросселей для этого источника питания имеют решающее значение для обеспечения хороших характеристик. Чтобы источник питания достигал высокого КПД при низких входных напряжениях и большом выходном токе, связанные дроссели должны иметь обмотки с низким сопротивлением, а сильноточные дорожки должны быть выполнены в виде широких полигонов для минимизации потерь на сопротивление и нежелательной индуктивности.
Плата прототипа источника питания имеет размеры 23 × 15 × 3.5 мм (Рисунок 3). В нем используется изготовленный на заказ связанный дроссель, но вы можете выбрать один из множества готовых связанных дросселей, предлагаемых различными дистрибьюторскими компаниями.
 |
|
| Рисунок 3. | Весь источник питания умещается на печатной плате размером 23×15×3.5 мм. |
Ссылка
- “Designing a SEPIC Converter,” Application Note 1484.
Купить LT3008 на РадиоЛоцман.Цены
