Hallo zusammen Meine Schaltung soll mit einer Lithium Batterie 9000mAh/3,6V(http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/650000-674999/651249-da-01-en-EMMERICH_LITHIUM_BATTERIE_BABY_C.pdf) versorgt werden. Ich habe mir überlegt, 2 verschiedene Spannungen für die nachfolgende Schaltung zu verwenden: 1.) 2,2V für den Datenerfassungsteil (µC,RAM,Beschleunigungssensor) 2.) 3,3V für den Funk (Bluetooth) Teil 1.) benötigt ca. 0,7mA, dauernd aktiv Teil 2.) benötigt ca. 30mA, immer nur kurz aktiv (ca. 10s, dann wieder mehrere Minuten bis Stunden inaktiv) Ziel ist es, die Kapazität der Batterie so gut wie möglich zu nutzen. Was ist eurer Meinung nach die beste Lösung? - 2 Schaltwandler einsetzen (z.B LTC3440 im Burst Mode für die 2,2V -> sehr geringer Quiescent-Current; füt die 3,3 eventuell Charge-Pump) - oder ist es besser nur eine Spannung zu verwenden (Funk geht bis 3,0V) - oder einen einfachen Linearregler einsetzen - ist es überhaupt sinnvoll, 2 Versorgungen zu verwenden? Die Kosten sind dabei nebensächlich. Aus dem Datenblatt der Batterie habe ich entnommen, dass die Spannung ziemlich lange nahezu gleich bleibt (ca. 3,5V), und dann auf einmal zusammenbricht. Von dem her könnte man schon einen Linearregler einsetzen. Aber wie gesagt, mir ist wichtig, dass die Kapazität der Batterie möglichst gut genutzt wird. Ich bin schon gespannt auf eure Inputs. Schöne Grüße Christian
Kannst du nicht beides direkt aus der Batterie speisen? Dann wäre lediglich eine Unterspannungsüberwachung im MC zu programmieren. Oder du nimmst die AREF des MC, bufferst sie über einen LowPower Opamp und speist damit den Sensor und was sonst noch mit den z.B. 2,56 Volt läuft. (Weiss natürlich nicht, wie hoch deine AREF ist)
Unter Berücksichtigung der üblichen Verlustleistung (30-40%) von Schaltreglern würde ich bei Batteriebetrieb drauf verzichten, wo immer es geht. Prüfe nach, ob das Bluetooth Modul ganz ohne Regler direkt an der 3,5 Volt Batterie betrieben werden kann. Fall die Spannung zu hoch ist, schalte eine Shottky Diode in Reihe, das dürfte ungefähr 3,3 Volt ergeben. Für den Rest würde ich zwei Silizium Dioden in Reihe schalten, so kommst Du auf etwa 2,2 Volt. Die Dioden führen zu Verlusten/Abwärme, gewöhnliche Schaltregler arbeiten aber auch nicht effizienter. Schaltregler hätten den Vorteil, eine konstante Spannung erzeugen zu können. Allerdings muss beim Step-Down Regler die Batteriespannung je nach verwendeter Diode immer mindestens 0,3 oder 0,7 Volt höher sein, als die gewünschte Ausgangsspannung, was bei Dir ja leider nicht der Fall ist. Low Drop Regler erfordern ebenfalls, dass die Batteriespannung 03,-0,5V höher ist. Kannst Du nicht eine Batterie mit höherer Spannung verwenden?
Nochwas: Wenn der Mikrocontroller alternativ auch mit 3 oder 3,3 Volt betrieben werden kann, dann würde ich das machen. Ob Du nun energie im SPannungsregler, in Dioden oder im Mikrocontroller verheizt, macht letztendlich wohl kaum einen nennenswerten Unterschied in der Energiebilanz.
Stefan schrieb: > Nochwas: Wenn der Mikrocontroller alternativ auch mit 3 oder 3,3 Volt > betrieben werden kann, dann würde ich das machen. Ob Du nun energie im > SPannungsregler, in Dioden oder im Mikrocontroller verheizt, macht > letztendlich wohl kaum einen nennenswerten Unterschied in der > Energiebilanz. Vermutlich wird der µC bei 2,2V aber einen geringeren Strom ziehen. Gruss Harald
Danke für eure Beiträge. Ich habe jetzt einmal die Ströme gemessen: 1.) mit Schaltregler als Energieversorgung; Eingangsspannung ca. 3,8V Ausgangsspannung 3,0V -> 0,84mA 2.) ohne Schaltregler, Gleichspannung eingespeist: 3,0V -> 0,74mA 2,7V -> 0,71mA 2,5V -> 0,69mA 2,2V -> 0,66mA 2,0V -> 0,63mA Der Schaltregler schneidet somit am schlechtesten ab. Meinen Schaltungsteil 1.) wie im ersten Beitrag beschrieben sollte ich also mit möglichst wenig Spannung betreiben. Dann wäre die Lösung mit den Dioden eine sehr gute bzw. vielleicht finde ich einen LDO mit sehr geringem Iq. Das Funkmodul kann man von 3,0 - 3,6V betreiben, da muss ich nur mehr die Pegel anpassen.
>Unter Berücksichtigung der üblichen Verlustleistung (30-40%) von Schaltreglern würde ich bei Batteriebetrieb drauf verzichten, wo immer es geht. Veraltete Information. Schau mal die TPS62056 Serie.
Wow, Texas Instruments verspricht BIS ZU 95% Effizienz. Doch aus den Diagrammen geht hervor, dass man eher mit 80-90% rechnen kann. Immerhin ist das noch deutlich besser, als ich gewohnt bin. Aaaaaber: Bei den oben genannten 0,7 Milliampere sind wir deutlich vom Idealfall entfernt und liegen deutlich im Bereich unter 90%.
Angehängte Dateien:
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LTC3440.png
4,2 KB
Ich habe dieses Bauteil (TPS62051) bestellt und werde es nächste Woche einmal testen. Vom Ergebnis werde ich dann auch gleich hier berichten. Beim LTC3440, den ich momentan verwende, liege ich schlechter verglichen mit dem Linearregler. Allerdings bin ich auch kein Experte, was Schaltregler angeht. Möglicherweise ist meine Schaltung nicht optimal ausgelegt. (Habe eine Schaltung aus dem Datenblatt adaptiert) Soviel ich weiß, hängt der Wirkungsgrad stark von der verwendeten Induktivität ab. Ich habe folgende verwendet -> RS-Components, Best-Nr. 725-5068; 4,7µ/650mA/150mOhm Vielleicht kann mir noch jemand sagen, ob diese Spule für die Anwendung geeignet ist. (Schaltplan siehe Anhang) Danke und Gruß Christian
Ich habe den LTC3388 getestet - scheint für diese Anwendung der geeignetste zu sein; erreiche bei Iout=0,7mA und Uout=3V einen Wirkungsgrad von ca. 90% Das bringt mir bei Uin=3,5V nicht wirklich viel. Tendiere deswegen zum Linearregler.
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