Радиолаборатория "Импульс"

R9AL | 2025 / Конструкторы: Набор "ИнтроСат" - Плата электропитания со съёмными модулями

Внешний вид платы электропитания

Плата электропитания используется как более функциональная замена модулю питания.

3D-модель платы электропитания

Питание подаётся на разъём J1 (“АККУМ.”) с аккумулятора с номинальным напряжением 3,7 В. При подключении питания важно соблюдать полярность – это можно сделать, прозвонив оба контакта с контактной измерительной точкой TP5, которая является точкой земли (GND). Подача питания на плату осуществляется включением переключателя SW2.

Разъём J2 (С/Б) служит для подзарядки аккумулятора с помощью солнечной батареи. Подзарядку также можно производить через microUSB разъём. Но при питании блока АКБ с подогревом подзарядка должна производиться только специализированным зарядным устройством, при этом блок АКБ с подогревом должен быть отсоединён от платы электропитания.

Съёмные модули вставляются в предназначенные для них гнёзда на плате, подписанные как “Модуль преобразователя питания 1, 2, 3”. При подключении съёмных модулей белые уголки на них должны размещаться над соответствующими белыми уголками на шелкографии платы электропитания.

Описание доступных съёмных модулей:

Модуль импульсного повышающего преобразователя 5В: построен на базе микросхемы TPS61232; обеспечивает напряжение 5 В и ток до 1 А. Его следует подключать на место первого модуля.
Модуль понижающего импульсного преобразователя 3.3В: построен на базе микросхемы TPS62237; обеспечивает напряжение 3,3 В и ток до 500 мА.
Модуль линейного стабилизатора 3,3 В: построен на базе микросхемы LM317; обеспечивает напряжение 3,3 В и ток до 250 мА. Имеет меньший КПД по сравнению с понижающим импульсным преобразователем.
Модуль повышающего импульсного преобразователя универсальный: построен на базе микросхемы MC34063; обеспечивает напряжение 9 В и ток порядка десятков мА. Напряжение на нём задаётся двумя резисторами, расположенными сверху: если их заменить, можно добиться напряжения до 12 В. Расчёт номиналов резисторов для увеличения выходного напряжения:

VOUT = 1.25 (1 + R2 /R1 ), где R2 = 6.2 кОм, R1 = 1 кОм для VOUT = 9 В.

На плате электропитания расположены следующие разъёмы:

J1 (“АККУМ.”) – JST (B2B-EH-A) разъём для подключения аккумуляторов номиналом 3,7 В.
J2 (С/Б) – JST (B2B-EH-A) разъём для подключения солнечной батареи. В стратосферной миссии не используется.
J3 – разъём microUSB для подзарядки АКБ, подключенной к разъёму J1. В стратосферной миссии не используется.
ВЫХОД АКБ – JST (B2B-EH-A) разъём, выдаёт напряжение напрямую с АКБ, подключенной к разъёму J1.
ВЫХОД 1 – JST (B2B-EH-A) разъём, является выходом модуля преобразователя напряжения 1.
ВЫХОД 2 – JST (B2B-EH-A) разъём, является выходом модуля преобразователя напряжения 2.
ВЫХОД 3 – JST (B2B-EH-A) разъём, является выходом модуля преобразователя напряжения 3.
ИЗМЕРЕНИЕ, УПРАВЛЕНИЕ – выводы, использующиеся для управления выходами и измерения напряжений и токов.

Также на плате присутствуют джамперы:

J8 – с помощью этого джампера осуществляется выбор входного напряжения для Модуля преобразователя напряжения 3: напрямую с АКБ или с выхода модуля преобразователя напряжения 1.
J9 – включает подачу напряжения на выход 1.
J11 – включает подачу напряжения на выход 2.
J10 – включает подачу напряжения на выход 3.

Распиновка измерительного/управляющего разъёма (ИЗМЕРЕНИЕ, УПРАВЛЕНИЕ)

LiPo_Bat_I	Измерение тока АКБ
LiPo_Bat_V	Измерение напряжения АКБ
LiPo_Bat_V_SenON	Разрешение измерения напряжения АКБ
5VOUT_I	Измерение тока первого модуля
5VOUT_V	Измерение напряжения первого модуля
3V3OUT_I	Измерение тока третьего модуля
3V3OUT_V	Измерение напряжения третьего модуля
ADJ_I	Измерение тока второго модуля
ADJ_V	Измерение напряжения второго модуля
Ch_Enable	не используется
PWR_CTR_COM	Управление включением питания платы
PWR_CTR1	Управление включением первого модуля
PWR_CTR2	Управление включением третьего модуля
PWR_CTR3	Управление включением второго модуля

Назначение выводов измерительного/управляющего разъёма

Измерение

Измерительные выводы можно соединять со свободными аналоговыми выводами платы Blue Pill, чтобы отслеживать бортовые напряжения в процессе запуска.

Измерение напряжения с аккумулятора, подключенного к разъёму J1 (АККУМ.), происходит через делитель напряжения. Вывод LiPo_Bat_V_SenON отвечает за возможность проводить измерение.

Ток, который отдаёт аккумулятор на нагрузку, измеряется с помощью операционного усилителя в дифференциальном включении. Непосредственно измеряется не ток, а падение напряжения на резисторе R1, последовательно включённом в цепь нагрузки. Максимальный ток, который может протекать через этот резистор – 3,5 А. Это следует учесть, если планируется подсоединять дополнительную нагрузку к выходу АКБ (пропуская ток через плату электропитания).

Управление

Управляющие выводы можно использовать, чтобы удалённо включать и выключать модули преобразователей напряжения (например, чтобы не откручивать/прикручивать стенку перед запуском). Для этого на соответствующий вывод необходимо подать высокий логический уровень сигнала. Джампер, соответствующий управляемому модулю, должен быть снят (J9, J10, J11).

Вопросы, обсуждения, дополнения