Регулируемый повышающий преобразователь напряжения без индуктивных элементов

В статье описан преобразователь, который обладает высоким КПД и преобразует входное напряжение 3 В (один литиевый элемент или батарея из двух щелочных элементов типоразмера АА или ААА) в выходное напряжение 5 В при токе нагрузки до 100 мА.

Рис.1. Схема преобразователя

Не имеющий индуктивных компонентов преобразователь напряжения имеет собственный ток потребления около 200 мкА. Егo КПД при входном напряжении 3 В равен 81 и 84 % мри токах нагрузки 100 и 20 мА соответственно. КПД повышается с уменьшением входного напряжения. Например, при напряжении на входе 2.7 В, что соответствует установившемуся напряжению литиевой батареи. KПД составляет 90 % при токе нагрузки 40 мА.
Напряжение литиевого элемента, например. DL123A типоразмера 2/3 А производства компании Duracel, удваивается микросхемой DAI. Далее это удвоенное напряжение поступает на линейный регулятор напряжения с низким проходным сопротивлением (в англоязычной литературе их обычно называют tow dropout regulator или LDO) DA2. Микросхема DА2 для минимизации собственного токопотребления включена по схеме, рекомендованной производителем.
Падение напряжения на линейном регуляторе составляет 40 мВ при токе нагрузки 40 мА. Если допустить снижение выходного напряжения преобразователя до 4,5 В. то при указанной нагрузке срок эксплуатации литиевой батареи может составлять 16 часов. Если ток нагрузки будет равен 20 мА, в аналогичных условиях питать нагрузку можно будет в течение 36 часов.
Резисторы RI и R2 определяют порог срабатывания индикатора низкого напряжения питания (вход LBI — Low Battery Input, выход LBO — Low Battery Output). Выход LВО имеет открытый сток. Номиналы резисторов выбираются исходя из следующею соотношения:
R1 = R2(UBATT / ULBI -1)
Здесь UBATT — напряжение на батарее при срабатывании индикатора низкого напряжения, ULBI — напряжение внутреннего источника опорного напряжения, равное 1,22 В.
Диод Шоттки (VD1) используется только для облегчения запуска преобразователя и после его запуска находится в закрытом состоянии и не используется.
Информация по применению микросхем [datasheet]MAX660[/datasheet] и [datasheet]MAX667[/datasheet] (на английском языке) находится на сайте компании Maxim/Dallas

ЛИТЕРАТУРА:
1.  MAX660
2.  MAX667

Владимир Олейник,
г. Королев, Московской обл.