Ikdienā lietotāji izmanto dažādas pārnēsājamas ierīces, kuru elektrobarošanai tiek izmantotas baterijas, tāpēc šoreiz autors aplūko 12 V elektrobarošanas nodrošinājumu, izmantojot litija-jonu bateriju, kur maksimālā strāvas vērtība caur slodzes pretestību pie 12 V izejā ir 0,2-0,3 A.
Lai varētu nodrošināt 12 V elektrobarošanu, izmantojot vienu litija-jonu bateriju, nepieciešams izmantot paaugstinošā tipa sprieguma stabilizatoru (angl. boost converter vai step-up converter).
Paaugstinošā tipa sprieguma stabilizatori ir trokšņaini, tāpēc to izejās parasti tiek slēgti LC filtri, bet citreiz tos kombinē ar lineārajiem sprieguma stabilizatoriem, taču tad samazinās efektivitāte.
Izvēloties izejas kondensatora kapacitātes vērtību, protams, arī droseles vērtību, ieteicams ievērot ražotāju ieteikumus!
1.1.att. 12 V elektrobarošanas risinājumam paredzēta iespiedplate
1.2.att. 12 V elektrobarošanas elektriskā principiālā shēma
Shēmas ieejas daļā ir paredzēts pieslēgt 3,7 V litija-jonu bateriju, bet vispārīgā gadījumā ieejas spriegums var būt robežās no 3,3 līdz 5 V, kas nozīmē to, ka šādu shēmu var izmantot, lai no USB pieslēgvietas nodrošinātu 12 V.
C1 elektrolītiskais kondensatori veic ieejas sprieguma pulsāciju izlīdzināšanu, ja baterijas vietā tiek izmantots cits elektrobarošanas avots.
R3 rezistors tiek izmantots augsta signāla līmeņa piesaistei pie EN ieejas, lai sprieguma stabilizators būtu ieslēgtā stāvoklī.
Lai nodrošinātu iespēju atslēgt 12 V elektrobarošanu, elektriskajā principiālajā shēmā tiek izmantots Q1 bipolārais tranzistors, kurš savienots ar EN ieeju. Ja Q1 bipolārais tranzistors ir atvērtā stāvoklī, tad sprieguma stabilizators atrodas izslēgtā stāvoklī, kas nozīmē to, ka ir atslēgta slodzei padotā 12 V elektrobarošana.
R2 rezistors nodrošina zema signāla līmeņa piesaisti pie bipolārā tranzistora bāzes, lai tranzistors nevarētu nejauši atvērties.
Savukārt R1 rezistors ierobežo bipolārā tranzistora bāzes strāvu.
Lai izejā varētu nodrošināt lielāku sprieguma vērtību nekā ieejā, shēmā ir paredzēta L1 drosele, kura veic enerģijas uzkrāšanu, kamēr sprieguma stabilizatora iekšējais lauktranzistors atrodas atvērtā stāvoklī, lai vēlāk, kad konkrētais tranzistors būs aizvērts, inducēto spriegumu piesummētu ieejas spriegumam, tādējādi nodrošinot nepieciešamo izejas spriegumu, kas būs lielāks nekā ieejā pieliktais.
Tā kā WD3133 sērijas paaugstinošā tipa sprieguma stabilizators darbojas ar augstu komutācijas frekvenci (1,2 MHz), tad shēmā tiek izmantota Šotkija diode, nevis parastā taisngriežu diode. Diode ir nepieciešama, lai strāva nevarētu noplūst atpakaļ shēmā, kamēr iekšējais lauktranzistors atrodas atvērtā stāvoklī, lai varētu nodrošināt ātru pārslēgšanos.
Lai varētu nodrošināt noteikta izejas sprieguma stabilizāciju, tiek izmantots sprieguma dalītājs, kuru veido R4 un R5 rezistori, kur izejas sprieguma vērtība tiek iestatīta, izmantojot šādu formulu: Uizejas = 1,25*(1+R4/R5) = 1,25*(1+17400/2000) = 12,13 V.
Sprieguma dalītājs, kuru veido R4 un R5 rezistori, nodrošina atgriezenisko saiti, kura nepieciešama stabilizācijas procesam, kur sprieguma kritums uz R5 rezistora tiek salīdzināts ar iekšējo atbalsta sprieguma vērtību, kura ir 1,25 V (skatīt datu lapā).
C2 kondensators paredzēts trokšņu ietekmes mazināšanai.
Izejas sprieguma pulsāciju mazināšanai tiek izmantots C3 elektrolītiskais kondensators, kura kapacitāte ir kritisks parametrs, jo kondensators nodrošina slodzei nepieciešamo elektrobarošanu, kamēr droselē tiek uzkrāta enerģija.
Parazītiskās induktivitātes novēršanai izejā tiek izmantots C4 keramiskais kondensators.
Lai lietotājs redzētu, kad slodzei ir pieslēgta 12 V elektrobarošana, kad tā ir atslēgta, elektriskajā principiālajā shēmā tiek izmantota D2 gaismas diode, kur strāvas ierobežošanai caur to tiek izmantots R6 rezistors.