Порт USB - регулируемый источник питания

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: для компьютера

Опубликовано: 04.06.2017 11:15

Просмотров: 2286

Журбин А.
В настоящее время USB является универсальным портом персонального компьютера, к которому подключаются самые разные устройства. На USB выведен достаточно мощный источник напряжения 5V, поэтому многие устройства не только обмениваются данными через него, но и питаются от USB порта. Это различные сканеры, веб камеры, выносные CD или DVD-приводы, модемы и др. В интернете можно встретить описания весьма глупых безделушек, питающихся от USB, - микро пылесосы, нагреватели чая, и даже микро кофеварки.
В принципе, от USB можно питать многие другие периферийные устройства, даже не рассчитанные на это, но есть некоторые ограничения. В частности, по напряжению питания, которое всего-то 5V. При том, что периферия, питающаяся от собственных сетевых адаптеров обычно требует более высокого напряжения, да и для питания многих самоделок 5V далеко не всегда то что нужно.

На рисунке показана схема несложного адаптера, позволяющего получить от USB-порта стабильное постоянное напряжение регулируемое в пределах от 1 до 15V, при условии, что ток нагрузки не будет превышать 150-200 mА. С помощью такого адаптера можно питать от USB-порта самые различные схемы и устройства, и даже использовать его как лабораторный источник, что наиболее актуально при работе с «USB-лабораторией» или доступным набором программ вроде тех, что позволяют ПК с звуковой картой превратить в низкочастотный осциллограф, милливольтметр, генератор НЧ, частотомер (такие программы обычно доступных в интернете бесплатно, некоторые из них описывались и на страницах «Радиоконструктора»).
В основе схемы DC-DC преобразователь на микросхеме LM3578AM. Так как преобразователь импульсный, на входе установлена индуктивность L1, препятствующая прониканию импульсных помех как в цепи компьютера, так и из компьютера в цепи питающегося устройства. В составе микросхем А1 имеется импульсный генератор с ШИМ, и выходной ключ. Ключ выходит на выводы 6 и 5. Вывод 7 -вход контрольной схемы защиты, которая по величине падения напряжения на сопротивлении резисторов R2-R4 определяет ток через ключ. И при превышении им допустимого значения срабатывает защита.
Накачка напряжения происходит на индуктивности L2. Затем, это переменное напряжение выпрямляется диодом Шоттки VD1 и сглаживается конденсаторами С6 и С7. Стабилизация выходного напряжения происходит по сравнению напряжения снимаемого с делителя R5-R6 с опорным напряжением, вырабатываемым стабилизатором, входящим в состав микросхемы. Контрольный вход - вывод 1. Резисторы R5 и R6 образуют регулируемый делитель напряжения, с помощью которого делится выходное напряжение так, чтобы при требующемся выходном напряжении на выводе 1 А1 было напряжение 1V. Таким образом, R5 является органом плавной регулировки выходного напряжения. Когда сопротивление R5 равно нулю (в крайне правом по схеме положении) делитель перестает работать как делитель и напряжение с выхода поступает на вывод 1 А1 непосредственно. При этом микросхема будет поддерживать выходное напряжение равным 1V.
Выходное напряжение тем больше, чем больше коэффициент деления делителя R5-R7. В принципе, максимальное выходное напряжение можно сделать и значительно выше (но не более 30V). Увеличить максимальное выходное напряжение можно уменьшив сопротивление R6.
Монтаж преобразователя удобнее всего сделать на небольшой печатной макетной плате.
Дросселя L1 и L2 - готовые, промышленного изготовления.
PK 03-2015