Elevando Tensão com Conversor Boost
Maneira padrão, eficiente aumentar 4,5V CC para 5,5V CC é conversor boost (regulador chaveado step-up). Diferente reguladores lineares que só baixam tensão, conversor boost armazena energia num indutor e libera num potencial maior.
Como Conversor Boost Funciona
Circuito comuta rapidamente MOSFET ligado/desligado. Quando chave ligada, corrente aumenta no indutor, armazenando energia magnética. Quando chave abre, campo colapsando indutor força corrente através diodo capacitor saída, elevando tensão acima entrada. Loop realimentação ajusta duty cycle manter 5,5V saída estável.
Componentes-Chave
- Indutor: Elemento armazenamento energia (tipicamente 1µH–22µH baixa potência).
- Chave (MOSFET): Integrada na maioria CIs modernos.
- Diodo (ou Retificador Síncrono): Diodo Schottky baixa perda, ou segundo MOSFET para eficiência maior.
- Capacitor Saída: Suaviza corrente pulsada em CC estável (baixo ESR cerâmico ou eletrolítico).
- CI Controle: Controlador PWM com realimentação tensão (ex: LM2577, MT3608, ou CIs síncronos dedicados como TPS61070).
Passos Implementação Prática
- Selecione Módulo ou CI: Para hobistas, módulo boost ajustável pronto (ex: baseado MT3608 ou XL6009) mais fácil. Para produção, escolha CI síncrono para >90% eficiência.
- Defina Tensão Saída: Use potenciômetro bordo ou resistores realimentação (Vout = Vref * (1 + R1/R2)) para discar exatamente 5,5V sob carga.
- Verifique Capacidade Corrente: Conversores boost trocam tensão por corrente. Se carga precisa 500mA a 5,5V (2,75W), entrada 4,5V deve fornecer >600mA (considerando ~85-90% eficiência). Garanta sua fonte 4,5V (ex: 3× pilhas AA, célula Li-ion) entrega corrente pico indutor sem sag excessivo.
- Gerencie Calor: Indutor e CI esquentam sob carga. Garanta pour cobre adequado ou dissipador se empurrando limites.
Alternativas Menos Comuns
- Bomba Carga (Switched Capacitor): Boa corrente muito baixa (<100mA), sem indutor necessário, mas tipicamente limitada multiplicação 2x tensão (4,5V → 9V máx) e não regulada.
- Multiplicador Tensão (Cockcroft-Walton): Entrada CA requerida; ineficiente CC-CC.
- Regulador Linear: Não pode elevar tensão. Só abaixa (buck).
Conclusão: Use módulo ou CI conversor boost síncrono. É única solução prática, eficiente para conversão 4,5V → 5,5V CC.
