Структуры питания на понижающих преобразователях

Увеличение числа элементов питания – один из способов повышения энергетической ёмкости источника питания. Того же можно достигнуть, используя и одну батарею, но с б о льшим форм-фактором. Этот вариант сложно реализовывать в малогабаритных корпусах СИ.

Особенности элементов питания не позволяют включать их параллельно – только последовательным включением батарей можно увеличить суммарную ёмкость. Такое включение увеличивает напряжение первичного питания, поэтому для получения стабилизированных напряжений указанных выше значений потребуется использовать понижающие преобразователи: линейный (LDO) или переключательный (Step-Down Regulators).

На рис. 8.2.2 показана типовая структура с понижающим преобразователем. Эта структура использует в качестве источника питания четыре цилиндрические одноэлементные 1,5В-батареи с диапазоном напряжений питания (3,6…6,0) В или многоэлементную призматическую 9В-батарею типа «Крона» с диапазоном (8,4…11,5) В.

Рисунки 8.2.* Типовые структуры питания портативных измерителей КПКЭ

Использование только одного LDO-преобразователя без КП малоэффективно, т.к. при свежих батареях, когда питающее напряжение источника максимально, большая часть энергии рассеивается на самом LDO-стабилизаторе и только на исходе жизненного цикла батареи к.п.д. преобразователя возрастает до своего максимума. Подключение в структуру КП позволяет существенно повысить к.п.д. и с ним продолжительность работы изделия от одной зарядки. КП имеет к.п.д. >90 %. Характерный шум в спектре его выходного напряжения хорошо подавляется последующим LDO-стабилизатором. Возможный недостаток использования КП – излучаемая высокочастотная помеха, влияние которой минимизируется путём грамотной разводки печатных плат и другими конструктивными и схемотехническими методами.