Здравствуйте, читатели сайта "Малаток". Сегоднешнюю статью хочу присвятить очень широкой теме, такой как конвертеры напряжения.

Это устройство, вырабатывающее напряжение питания заданной величины из др. питающего напряжения (напр., для питания аппаратуры от аккумулятора). Одним из осн. требований, предъявляемых к П. н., является обеспечение максимального кпд.

  Мы хотим реально задействовать дс/дс преобразователь на практике. Например, мы используем микроконтроллер с рабочим напряжением в 3.3 вольта, цветной LCD дисплей, который подключен к мк, заюзан от мобильного телефона и питается от того же  источника 3.3 вольта. Допустим наше собранное устройство должно бить портативное и отображать на экране какую то инфу, для его питания мы используем аккумулятор от мобильного телефона в 3.7 вольта (4.2 реально), но не все так гладко, в большинстве цветных экранах подсветка питается от источника не менее 6 вольт, и заданного тока, устройство управляется несколькими кнопками....

  Итак, у нас есть устройство, что состоит из мк, цветного экрана, пары кнопок. Для его питания используется аккумулятор от мобильного телефона на 3,7 вольта. Но нам нужно не 3,7 а 3.3 в, в этом случае, нам не подойдет линейный стабилизатор, так как он стабилизирует напряжение начиная с (выходного напряжения + 0.6 ... 1.0 вольта), при нужном 3.3 это составит около 3.95 вольта, но это только 50% разряда батареи. Поскольку устройство портативное, то важна экономия энергии, линейные стабилизаторы не могут обеспечить высокого КПД стабилизирования, при токе в 100 маллиампер на нем упадет (0,6 *0,1 = 0,06) Ватт = 60 мВ это если напряжение падения всего 0,6 вольта если больше, то больше останется на стабилизаторе. В таких случаях используют step-down(понижающий) конвертер, пример которого приведен ниже, КПД такого конвертера близок к 100%. Он работает по принципу либо включен, либо выключен, тоесть (в большинстве случаев) МОСФЕТ включается и напряжение без потерь проходит через него и далее попадает на индуктивность, где на выходе нарастает подобно графику (корня из х), напряжение из делителя попадает на вход компаратора, который "детектирует", что напряжение достигло порога и нужно отключить МОСФЕТ, такой конвертер может регулировать напряжение от Uref до напряжения питания. Мощность таких конверторов достигает сотни ампер.

   Допустим наш (step-down) понижающий конвертер работает отлично и мы получили напряжение равное 3.3 вольта, но это только пол беды, нам нужно получить еще и напряжение подсветки, а это пара троек вольт, что явно больше того, что может дать наш аккумулятор. В таких случаях применяются step-up (повышающие) конвертеры. Принцип их действия нечто схож да и одна микросхема может выступать в той и другой роле, повышающий конвертер работает благодаря "выбросам от катушки индуктивности", напряжение от источника идет напрямую к катушке индуктивности и выходит через диод к конденсатору, но между диодом и индуктивностью размещен МОСФЕТ, который открывается и закрывается с определенной частотой, материал, из которого состоит тело катушки (в основном ферит) намагничивается к максимуму и когда транзистор закрывается, идет преобразования накопленной магнитной "энергии" в электрическую энергию, таким образом выделяется напряжение гораздо больше, чем пришло на саму катушку, это напряжение проходит через диод к конденсатору, что накапливает его, здесь так же есть делитель напряжения(он не отображен на схеме), потенциал, из которого поступает на тот же компаратор, но в этом случае он не просто отключает транзистор, но и регулирует ширину поступающего импульса.

  И так, мы знаем принципы работы конверторов напряжения, осталось это попрактиковать. Чтобы запитать подсветку экрана используется повышающий конвертер, но он не регулирует напряжение, он регулирует ток, что течет через резистор и соответственно через светодиод, напряжение, что упало на нагрузочном резисторе в 1 ом, эквивалентно току, что течет через этот резистор. Наше устройство портативное, следственно должно быть компактным.

   СМД компоненты не всегда будут вам доступны, чтобы это осуществить, предлагаю такой выход из ситуации: практически в каждого есть сломанный мобильный телефон с РЖБ экраном, практически в каждом мобильном телефоне есть внешний драйвер подсветки (внешний в значении отдельная ИС), этот драйвер очень легко определить по внешнему виду(возле нее есть катушка индуктивности и сама ИС имеет большие размеры), так я и поступил. У меня валяется пара мобильных телефонов НОКИА 6100, в ней используется микросхема типа TK11851L, если не использовать подсветку микросхема может конвертировать напряжение вплоть до 24 вольт с 3,7 вольта.

Если выпаивать микросхему, это сможет не каждый, да и гораздо проще вырезать ее от туда, можно использовать эту картинку за пример, то, что нужно вырезать обведено красным.

Когда, вы вырежете нужную часть платы, она должна иметь такой вид:

Массу можно припаять к "медной обкантовке" ,что идет по периметру платы, а плюс питания припаять на 1 ножку ИС. 8 ножка - это управление ИС, лог "1" - включена, лог "0" выключена, выходное напряжение можно найти на 4 ножке ИС.

Также хочу продемонстрировать видео и тестирование ИС ТК11851Л, заснятое мной.

Мы изучили:

• понижающий конвертер
• повышающий конвертер

Научились работать с подобными ИС и поняли их принцип действия. На этом и завершаю статью. Но в любом случае, если вы не поняли или хотите узнать больше, вы можете задать вопрос, на который я с радостью дам ответ.