Например TDA7294

РадиоКот >Схемы >Питание >Преобразователи и UPS >

Теги статьи: uCUPStp4056Добавить тег

Модуль питания для микроконтроллерных устройств с резервным аккумулятором (μCUPS)

Автор: viiv, viiv@yandex.ru
Опубликовано 18.10.2019
Создано при помощи КотоРед.

Введение

В некоторых случаях электронные устройства должны продолжать функционировать и в случае отключения питающего напряжения. Чтобы это обеспечить, используют резервный источник, от которого питается устройство во время отсутствия основного.

Дешевые и очень распространенные модули заряда на микросхеме TP4056 иногда используются для питания устройств на микроконтроллерах. В моем случае, мне хотелось такой же, только с "перламутровыми пуговицами". А именно:

  • держатель аккумулятора типоразмера 18650 на плате модуля;
  • синхронный понижающий преобразователь с выходным напряжением 3.3V с опцией эффективной работы при малых токах нагрузки и максимальной скважностью 100% (для питания микроконтроллера и других компонентов устройства)
  • опционально повышающий преобразователь с выходом 5..12V (для питания исполнительных устройств, …).

Вот именно такой модуль, с перечисленными выше изменениями и был сделан.

Схема модуля

Схема модуля представлена на рисунке:

 

 Схема не отличается оригинальностью, «обвязка» микросхем по рекомендациям из документации. Однако, все же некоторые пояснения.

«Системное» напряжение (Vsys)

Диоды D1 и D4 служат для «объединения» входного напряжения (Vin) и напряжения резервной батареи (Vbat). P-канальный полевой транзистор Q1 шунтирует D4 при отсутствии входного напряжения, чтобы уменьшить потери на D4 при питании устройства от аккумулятора.

Перемычки R17 и R20

Если в конкретном применении не нужен повышающий преобразователь (boost converter), то соответствующие компоненты не запаиваются на печатную плату. Чтобы подключить Vsys к выводу питания Vout необходимо замкнуть R17.

Аналогично, если не нужен понижающий преобразователь (buck converter), не запаиваются соответствующие компоненты и замыкается R20 (в этом случае на выводе Vсс будет "системное" напряжение Vsys).

Установка выходных напряжений

Выходное напряжение понижающего преобразователя определяется номиналами резисторов делителей обратной связи: R2, R7 – для понижающего преобразователя; R18, R19 — для повышающего. Что бы не смотреть даташиты, значения этих резисторов для типовых выходных напряжений приведены на рисунке ниже.

Разъемы для подключения

На схеме входные и выходные сигналы показаны в виде "тестовых" точек. На печатной плате они расположены так, что могут быть запаяны разъемы с шагом 2.54 мм (например, серии PLD).

Разъем входного питания - тут все понятно, подключение к источнику питания +4.5..5.5V (Vin, GND).

Разъем для подключения устройства:

  CHRG_EN Подача логического нуля отключает заряд аккумулятора (TP4056 выключается). Следует помнить, что данный сигнал "подтянут" к Vin.
        Vcc Выход понижающего преобразователя напряжения (если он запаян) или Vsys (если понижающего преобразователя нет).
  GND "Земля".
  Vout Выход повышающего преобразователя напряжения (если он запаян) или Vsys (если повышающего преобразователя нет).
  VextSen Можно подключить к АЦП и мониторить входное напряжение.
  VBatSen Можно подключить к АЦП и мониторить напряжение аккумулятора. Для выключения повышающего преобразователя подать лог. ноль.

Печатная плата

Печатная плата имеет размеры 104.2 x 20.4 мм. Все компоненты, кроме держателя элемента 18650 и терморезистора TH1, монтируются с одной стороны.

Расположение компонентов на печатной плате:

Фото модулей

Модули питания uCUPS c держателем элемента 18650 и без:

 

Модуль uCUPS установленным аккумулятором типоразмера 18650:

 

Переполюсовка аккумулятора

Внимание! Держатель аккумулятора типоразмера 18650 в данном модуле не имеет механической защиты от неправильной установки элемента питания. Перед установкой элемента 18650 убедитесь в правильной полярности. Так же следует быть внимательным и соблюдать полярность при подключении питания и аккумулятора к модулю без держателя.

Полезные ссылки


Файлы:
Статья в pdf формате


Все вопросы в Форум.




Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

43 4 3
2 0 0

Эти статьи вам тоже могут пригодиться: