3V Boost Converter mit MCP1640
Effizienter Aufwärts-Schaltregler für Batteriebetrieb
Bei der Suche nach einem effizienten Aufwärts-Schaltregler für eine batteriebetriebene Applikation stieß ich auf den MCP1640 von Microchip. Dieser kann über einen weiten Eingangsspannungsbereich aus einer einzelnen 1,5V Alkali-Zelle eine Ausgangsspannung von 3,3V erzeugen. Die Anlaufspannung liegt bei nur 0,65V. Werden nur geringe Ströme benötigt, oder ist die Eingangsspannung höher (z.B. 2 Zellen Alkali oder 1 Zelle Lithium), so kann auch eine Ausgangsspannung von 5V erreicht werden. Um den Chip möglichst einfach zu testen, entstand das im Folgenden beschriebene Modul.
Die Beschaltung ist minimalistisch. Die beiden Kondensatoren C1 und C2 filtern die Impulse des Schaltreglers. Die Spannung wird mit der Speicherdrossel L1 von IC1 hochgeregelt. Der MCP1640 integriert bereits den für einen Boost Converter nötigen Feldeffekttransistor, sowie die passende Gleichrichterdiode. Der Spannungsteiler bestehend aus R2 und R3 bestimmt die Ausgangsspannung. Er sollte relativ hochohmig sein, um den Ruhestrom gering zu halten. Die angegebenen Werte sind für 3,3 Volt berechnet. Mit dem Enable Pin kann IC1 vollständig abgeschaltet werden. Wird diese Funktion nicht genutzt, so muss der Pin auf die Batteriespannung gelegt werden. Dies kann durch Bestückung von R1 mit 0 Ohm realisiert werden. Alle Spannungen sowie der Enable Pin sind auf einer vierpoligen Stiftleiste herausgeführt. So lässt sich der Aufbau problemlos auf dem Steckbrett nutzen.
Die Platine wurde bei Aisler gefertigt. Sie ist doppelseitig durchkontaktiert und misst 12x20mm. Die SMD Bauteile in Bauform 1206 (Kondensatoren) und 0603 (Widerstände) lassen sich mit etwas Übung per Hand bestücken. Die Spule hat Kontakte auf der Unterseite, und muss daher mit Lötpaste (alternativ händisch verzinnen) und Heißluft aufgelötet werden.
Die gemessene Ruhestromaufnahme an einer frischen 1,5V AA Batterie liegt bei etwa 65µA. Die im Datenblatt angegebenen 19µA werden somit in meinem Aufbau nicht erreicht. Eventuell lässt sich jedoch die Stromaufnahme durch Auswahl anderer Komponenten noch optimieren.