Главная » Питание
Призовой фонд
на март 2017 г.
1. UNI-T UT-39C
Паяльник
2. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Походное USB зарядное устройство на LT1302-5

Устройства, работающие от батарей, прочно вошли в нашу повседневную жизнь. Мы постоянно сталкиваемся с проблемами низкого заряда батарей, которые обычно случаются в середине дня. В особенности это касается мобильных телефонов, музыкальных и видео плееров, электронных книг и т.д. Иногда мы не можем оперативно найти источник электропитания, чтобы вставить в него AC адаптер или использовать USB-порт компьютера. В таких случаях вам на помощь придет работающее от батареи походное USB зарядное устройство. Оно получает питание от двух или трех батареек типоразмера AA или AAA, которые легко можно найти и носить везде с собой.

В данной статье подробно указаны все этапы процесса разработки и изготовления самодельного походного USB зарядного устройства. Мы начертим схему и печатную плату с помощью бесплатного инструментального средства SoloPCB. Данное мощное средство обеспечит выполнение всех требуемых этапов. После завершения разработки платы мы закажем ее изготовление с помощью сайта Mass Design, который имеет систему подачи заказов, интегрируемую в SoloPCB. После получения пустых плат мы запаяем компоненты, подадим питание и наконец, проведем тестирование и предоставим результаты производительности работы устройства.

Разработка электрической схемы

На рынке существуют различные типы батареек. Они делятся на две основные категории: первичные (не перезаряжаемые) и вторичные (перезаряжаемые) батарейки. Не перезаряжаемые батарейки также называются “одноразовые”, поскольку их нельзя использовать или перезаряжать после полного разряда. Их главным образом классифицируют как углеродно-цинковые, алкалиновые и литиевые в зависимости от их внутренней химической структуры.  Перезаряжаемые батарейки, как подразумевает их название, можно заряжать для повторного использования. К батарейкам данного типа относятся перезаряжаемые алкалиновые, никель-кадмиевые (Ni-Cd), никель-металгидридные (MiMH), литий-ионные и свинцовые. Все эти батарейки имеют различное выходное напряжение в диапазоне от 1.2 В до 1.5 В постоянного тока.

Для питания данного зарядного устройства мы будем использовать NiMH перезаряжаемые батарейки, соединенные последовательно, что в результате обеспечит питание 2.4 В постоянного тока. Поскольку мы делаем USB зарядное устройство, то нам необходимо получить от платы выходное напряжение 5 В и ток 500 мА. Это означает, что необходимо установить DC-DC повышающий преобразователь, который будет преобразовывать 2.4 В в 5 В постоянного тока и способен постоянно обеспечить ток 500 мА. При поиске микросхемы повышающего преобразователя мы остановили свой выбор на LT1302-5 от компании Linear Technologies. Данная микросхема должна полностью удовлетворить всем нашим требованиям. Основные характеристики микросхемы постоянного 5 В DC/DC преобразователя следующие:

  • 5 В при 600 мА от 2-батарейного источника питания
  • Собственный потребляемый ток 200 мкА
  • Логическое регулируемое выключение при 15 мА
  • Низкое напряжение насыщения VCESAT: типичное значение 310 мВ при 2 А
  • Работа в режиме высокочастотных пульсаций при небольшой токовой нагрузке
  • Линейная и нагрузочная переходная характеристика
  • ИС доступна в 8-выводном корпусе SO или PDIP
  • Работа от источника питания напряжением минимально 2 В

Судя по характеристикам, ИС LT1302-5 полностью подходит для наших целей. Поэтому основным компонентом нашего зарядного устройства будет микросхема LT1302-5. Даташит LT1302-5 предоставляет эталонную схему для 5В-600мА применения. Мы возьмем эту схему за основу.

Для того, чтобы начертить схему и печатную плату, как будет показано далее, нам понадобится программное обеспечение. Инструментальное средство SoloPCB является идеальным решением для этой цели. 

Рисунок 1 – Схема самодельного USB зарядного устройства

Рисунок 2 – Печатная плата без элементов

Сборка и тестирование

Список компонентов указан ниже. Все компоненты SMD-типа, поэтому вы должны иметь достаточный уровень опыта пайки. Вы можете легко найти и заказать компоненты в компаниях Farnell, Digikey, Mouser и т.д. На сайте AliExpress вы можете найти различные держатели для батареек типоразмера 2xAA, 3xAA, 2xAAA, 3xAAA, с крышкой или без, с выключателем или без него и т.д. Будет лучше, если вы имеете держатель для батарей с выключателем. Если его нет, то это не беда, поскольку собственный ток потребления схемы очень низкий и не превышает 200 микроампер.

Собранная схема показана ниже:

Рисунок 3 – Собранная схема – Вид спереди

Рисунок 4 – Собранная схема – Вид сзади

Пришло время протестировать плату. Нам нужно две батарейки типоразмера AA, поскольку держатель батареек предназначен для 2-х батареек такого типа. На данном шаге мы использовали две разные батарейки. Перезаряжаемую батарейку GP 2700 Series емкостью 2600 мА/ч и не перезаряжаемую алкалиновую батарейку Duracell MN1500.

Рисунок 5 – Перезаряжаемые батарейки Gp-2700 Series емкостью 2600 мА/ч

Полностью заряженные батарейки GP 2700 могут зарядить внутренний аккумулятор телефона iPhone 3GS на 85%. А батарейки Duracell MN1500 могут зарядить этот аккумулятор только на 20%.

Полностью заряженные батарейки GP 2700 могут зарядить аккумулятор телефона LG Optimus E420-II на 90%. А батарейки Duracell могут зарядить этот аккумулятор только на 25%.

Рисунок 6 – Заряд LG Optimus E420-II

Полностью заряженные батарейки GP 2700 могут дважды зарядить аккумулятор электронной книги Amazon Kindle. А батарейки Duracell могут зарядить этот аккумулятор только на 50%.

Рисунок 7 – Заряд Amazon Kindle

Проанализировав полученные результаты становится очевидно, что необходимо использовать перезаряжаемые батарейки, которые способны обеспечить более высокий уровень заряда. Емкость этих перезаражаемых батареек также играет важную роль. С другой стороны, схема допускает входное напряжение менее 5В постоянного тока. Следовательно, можно использовать 3xAA или 3xAAA батарейки, которые обеспечивают номинальное выходное напряжение 1.2 В каждая. В этом случае необходимо использовать держатель для батареек большего размера.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
U1 DC/DC импульсный конвертер
LT1302-5
1 Поиск в FivelВ блокнот
D1 Диод Шоттки
MBRS130LT3G
1 Поиск в FivelВ блокнот
C1, C2 Электролитический конденсатор100мкФ 10В2 ТанталовыйПоиск в FivelВ блокнот
C3 Конденсатор0.1мкФ 63В1 Поиск в FivelВ блокнот
C4 Конденсатор0.01мкФ 63В1 Поиск в FivelВ блокнот
L1 Катушка индуктивности10 мкГн1 MSS1260-103MLПоиск в FivelВ блокнот
R1 Резистор
20 кОм
1 Корпус 0805Поиск в FivelВ блокнот
R2, R3 Резистор
75 кОм
2 Корпус 0805Поиск в FivelВ блокнот
R4, R5 Резистор
50 кОм
2 Корпус 0805Поиск в FivelВ блокнот
J1 USB разъем1 Поиск в FivelВ блокнот
Держатель батареек2xAA, 2xAAA, 3xAA, 3xAAA1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Оригинал статьи

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (5) | Я собрал (0) | Подписаться

-2
андрей #
Столько сложностей и плату травить. Не проще сделать на стабилизаторе крен5в?
Ответить
-1
ArtIsmS #
Непонятно зачем ты закоротил data" + " и " - " через сопротивление? - и как у тебя еще книжка не сгорела?
Отредактирован 03.04.2014 16:44
Ответить
0
Андрей #
1. Как это "закоротил... через сопротивление"?
2. Если data" + " и " - " оставить неподключенными, то многие устройства не будут заряжаться.
Ответить
0
володька #
Почитайте инфу о зарядке различных устройств через юсб и будет вам счастье!
Ответить
0
Олег #
Вопрос:А можно ли к этому устройству подключить вместо батареек литий ионный аккумулятор 3.7 В?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

iMAX B6 - зарядное для Lion, LiPo, LiFe, Pb, NiCd и NiMH аккумуляторов
iMAX B6 - зарядное для Lion, LiPo, LiFe, Pb, NiCd и NiMH аккумуляторов
USB осциллограф DSO-2090 Осциллограф DSO138
вверх