На сегодняшний день DCDC конвертеры выпускают не только всем известные крупные производители, но и китайцы. Последние отличаются ценой около 50 рублей за 10-20шт. Когда я вижу настолько дешевые детальки, меня поглощает желание встроить их повсюду. Ситуация немного похожа на ситуацию с блогером Александр Полулях, он заливал алюминий везде, в тыкву, арбуз, муравейник, настолько было много таких экспериментов, что ему уже начали советовать в комментариях залить этот алюминий себе самому не буду говорить куда. Хотя применение данной микросхемы в этом посте оправдано, т.к. всегда огорчало падение яркости на фонариках, по мере того, как в них садятся батарейки.
Этот пост про внедрение DCDC в 100 рублевый фонарик из продуктового для того, чтобы тот светил стабильно ярко, даже если на все три батарейки там осталось 1В.
Сперва обсуждение схемы, на фонарике имеется USB разъем для зарядки мизинчиковых аккумуляторов. После разъема следует стабилизатор на 4,5В, 300 мА, именно такой стабилизатор необходим для безболезненной зарядки трех Ni-Mh AAA аккумуляторов. После аккумуляторов или батареек (BT1) следует искомый DC-DC повышающий преобразователь, повышающий напряжение с 1 ~ 4.5В в стабильные 5В. Что и позволяет быть фонарику стабильно ярким, высаживая батарейки полностью. После следует небольшой усилитель сигнала микросхемы контроллера фонарика (та что выставляет режим яркости нажатием на кнопку), усилитель необходим, т.к. микросхема установлена в бескорпусном варианте. После повторителя и инвертера установлен токоограничивающий резистор, далее идут проводки на светодиод. Теперь о каждой детали по отдельности:
Для зарядки аккумуляторов лучше поставить специализированный контроллер зарядки CN3085. Или, за не имением такового, воспользоваться микросхемой стабилизатора AMS1117ADJ. Но можно обойтись и моим вариантом с TL431 и насыпухой, для малых токов и так пойдет.
Современные SMD индуктивности очень радуют габаритами и токами, для катушки размером 7x7 мм разрешенный ток 700мА, чего хватает с запасом, катушка оттуда же, aliexpress.
ШИМ микросхема порадовала не очень, т.к. она 180 килогерцовая, а не мегагерцовая как хотелось бы. Сегодня даже китайцы предлагают ME2149 с частотой 1МГц, современные ШИМ Ti серии LMR тоже. Мегагерцовые могут обойтись и 4,7 мкГн, в то время как для 180кГц надо 47мкГн, у которой максимальный ток в два раза меньше при тех же габаритах корпуса.
Однокнопочная микросхема управления фонариком, та что была внутри по всей видимости является бескорпусным аналогом FM2819. Т.к. саму FM2819 заказывать не стал, усилил полевым транзистором (Q2, Q3) ту что нашел в фонарике на всякий случай.
Токоограничивающий резистор. Конечно немного расточительно ставить резисторы в фонарик, но такая схема позволяет и яркость стабилизировать, и встроенный регулятор использовать. Резистор подбирался так, чтобы ток разряда батарейки был 300 мА, потому как бо́льшие токи для обычных батареек уже экстрим.
Cветодиод, с виду похож на 1Вт, такие сейчас торгуются по 50 рублей за 10 шт. Для него напряжение с максимальной мощностью 3,1В. В моей же схеме получилось 2,9В, немного меньше чем надо, но больше не дадут батарейки, зато светодиод будет всегда работать в щадящем режиме.
Фонарик моей мечты, впечатлений даже больше чем от CREE XM-L с алиэкспресс. Можно с аккумуляторами поставить на зарядку на ночь, сели аккумуляторы, нету розетки поблизости, можно поставить дохлые батарейки, можно новые, для выживальщиков то что нужно. Может быть когда нибудь соберу buck-boost DCDC с нормальным микроконтроллером для 18650 Li-ion фонарика, но пока вот дешевенький вариант.
Исходники в репозитории, а вот куда бы вы еще затолкали пятивольтовый DC-DC?
Upd: учитывая малый КПД получившегося устройства закуплены два чипсета:
MT3608 + LM7301 + FM2819 + CN3085 для этого фонарика и любых других до 3Вт
TPS63020 + INA180+ STM8 для еще одного мощного фонарика на 10Вт Cree XML2 c Li-ion
В остальном эксперимент считаю удачным, т.к. данная схема со всеми ее недостатками определенно стоит того фонарика, в который она установлена и увеличила его яркость. К тому же интереснее всего было собрать что нибудь на 180кГц ШИМ с фиксированными 5В. Как приедут чипы будет еще один пост.