Efaster - быстрый поиск электронных компонентов

Динамический сифон выкачивает ток из порта USB

Порт USB является удобным источником питания 5 В для дополнительных устройств. USB-порт не только снабжает питанием микроконтроллер и другие основные схемы, но также обеспечивает достаточный запас по току для зарядки небольшого накопителя энергии, такого как аккумулятор или суперконденсатор. Обычный подход к использованию «лишнего» тока USB-порта начинается с оценки максимального потребления основной схемы. Затем на пути к накопителю энергии размещается соответствующее устройство ограничения тока (Рисунок 1). Несмотря на простоту реализации, этот метод не позволяет использовать весь ток, который можно забрать из порта USB, и накопитель энергии медленно заряжается или перезаряжается.

LDD-H-DA – понижающие DC/DC LED драйверы с управлением по DALI от MEAN WELL


Рисунок 1.	Этот типичный метод получения питания от USB-порта ограничивает ток накопительного элемента фиксированным значением, которое меньше оптимального.

Схема на Рисунке 2 использует всю мощность, доступную в разъеме USB, динамически регулируя величину тока, подаваемого в устройство накопления энергии, и тем самым, забирая из порта USB относительно постоянный и максимальный ток. Элементы IC₁(MAX4173), IC₂ (MAX6129) и коммутатор нагрузки, состоящий из компонентов Q₁, Q₂, R₂ и C₄, образуют контур регулирования, ограничивающий ток, протекающий через Q₁. Схема поддерживает максимальный уровень тока, протекающего к элементу накопления энергии (Рисунок 3), гарантируя, что сумма токов батареи и основных цепей никогда не превысит максимального значения 500 мА, установленного для мощного USB-устройства. Чтобы перестроить конфигурацию схемы для режима малой мощности с максимальным током 100 мА, можно заменить микросхему IC₁ на версию с коэффициентом усиления 100 В/В (MAX4173HEUT), а сопротивление резистора R₁ увеличить до 0.25 Ом.


Рисунок 2.	Эта схема постоянно отслеживает общий ток, забираемый из порта USB, и динамически регулирует ток накопительного элемента, чтобы не допустить превышения максимального выходного тока порта.



Рисунок 3.	Эти осциллограммы сигналов схемы на Рисунке 2, показывают, что сумма основного тока схемы (средняя линия) и тока накопительного элемента (нижняя линия) никогда не превышает максимального значения 500 мА, установленного для порта USB (верхняя линия).