Повышающий преобразователь на MCP1640
Преобразователь позволяет эффективно использовать остаточную энергию даже глубоко разряженных аккумуляторов или батарей. Обычно используют стандартную батарею типа 2хАА с номинальным напряжением 3 В. Приборы могут работать только до тех пор, пока напряжение на ней составляет порядка 2 В, после чего элементы попросту выбрасывают.
Представленная схема дает возможность использовать остаточную энергию батареи. Например, приборы могут работать до тех пор, пока напряжение на ней снизится до 0,65 В.
В таблице представлены результаты измерений для одной алкалиновой батареи АА в 1,5 В при выходном напряжении 5 В. Нагрузкой служил светодиод, соединенный последовательно с резистором R= 330 Ом, при этом выходной ток преобразователя составлял 8 мА. Только за 50 часов непрерывной работы напряжение батареи упало ниже минимального значения напряжения.
| Время, час. | Uвх, В | Uвых, В | Uсв, В |
| 0 | 1,540 | 5,000 | 2,950 |
| 1,5 | 1,470 | 5,000 | 2,945 |
| 19 | 1,275 | 4,980 | 2,930 |
| 22 | 1,259 | 4,980 | 2,930 |
| 24 | 1,250 | 4,980 | 2,930 |
| 26 | 1,235 | 4,980 | 2,930 |
| 33 | 1,184 | 4,980 | 2,930 |
| 43 | 0,927 | 4,980 | 2,930 |
| 50 | 0,680 | 4,975 | 2,930 |
| 68 | 0,470 | - | - |
На графике представлена зависимость эффективности (КПД) преобразования от выходного тока для трех разных напряжений батареи.
P. Witczak. Elektronika praktyczna. 2011, № 1, S. 43
Проблемы может вызвать высокая частота преобразования - 500кГц. Люди, повторившие эту схему, жалуются на необходимость тщательного подбора деталей и мотажа. При массовом производстве это решить проще, при любительском, когда делаются единичные экземпляры, трудоемкость может оказаться слишком высокой. Кроме того, здесь могут работать только гальванические элементы, аккумуляторы будут убиты из-за полной разрядки.
При токе в десятки мА и более разрядные кривые при истощении батареи уходят вертикально вниз и увеличение продолжительности работы будет очень мало - несколько процентов. Для малых токов кривые разрядки более пологие, поэтому выигрыш будет больше. Отсюда эта схема эффективна для маломощных устройств. По этой же причине невыгодно делать устройство в котором 1 элемент будет заменой двум или трём (3 или 4,5 В). Для 3 В будет удобнее просто поставить 2 элемента вместо 1 элемента и этой схемы. Места они займут одинаково, время работы будет больше, а стоимость гораздо меньше.
На мой взгляд, единственное выгодное применение этой схемы - это когда два гальванических элемента плюс эта схема заменяют два гальванических элемента. Выигрыш во времени работы для маломощных устройств. И только в том случае, когда замена элементов питания крайне затруднена по организационным причинам. Впрочем, возможно, проще, надежнее и дешевле в этом случае просто поставить более емкие элементы питания.
Аргументом в пользу этой схемы может являться случай, когда нагрузка очень чувствительна к напряжению питания и его изменение недопустимо.