Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 3.3V uC LDO mit UVLO, Batterie/Solarbetrieb


von Drago S. (mratix)



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Beim Einpflegen der Bauteile entdecke ich gerade einen TPS7B6933-Q1.
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TPS7B6933QDCYRQ1,#7B6933
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3.3V 0.15A Voltage Regulator, 3%, Vin 4-40V, UVLO 3.65V, Iq 15-25uA, Vf 500-680mV@150mA, SOT-223, P:IGOG
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LCSC C108471 0.70

Auf den ersten Blick etwas müde (für uC), eher was für schwankende 
Versorgungen 4-40V, wie Solarbetrieb. Der geringe Iq kommt gut an LDOs 
hin, Einsatzgebiet Batteriebetrieb. Doch dann entdeckte ich den 
eingebauten UVLO, welcher sofort die Neugier weckte.

Unter 8.2 findet sich ein Functional Block Diagram

8.4 Device Functional Modes
8.4.1 Operation With VI Less Than 4V
The TPS7B69xx-Q1 family of devices operates with input voltages above 
4V. The maximum UVLO voltage is 3V and the device operates at an input 
voltage above 4V. The device can also operate at lower input voltages; 
no minimum UVLO voltage is specified. At input voltages below the actual 
UVLO, the device shuts down.

8.4.2 Operation With VI Greater Than 4V
When VI is greater than 4V, if the input voltage is higher than VO plus 
the dropout voltage, the output voltage is equal to the set value. 
Otherwise, the output voltage is equal to VI minus the dropout voltage.

Das ganze eröffnet Ideen.
Kennt ihr vergleichbare VREGs/LDOs, mit eingebautem UVLO, jedoch etwas 
niedriger - für gängige Lithium Zellen?

: Bearbeitet durch User
von Bauform B. (bauformb)


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Mister A. schrieb:
> Kennt ihr vergleichbare VREGs/LDOs, mit eingebautem UVLO, jedoch
> etwas niedriger - für gängige Lithium Zellen?

> The maximum UVLO voltage is 3V (...)
> no minimum UVLO voltage is specified.

Das heißt, er darf auch erst unter 2V abschalten, das ist doch schon zu 
niedrig. Die Einschaltschwelle mit 3.65V wäre ja o.k., aber auch da ist 
der untere Wert nicht spezifiziert. Der taugt nicht als Akku-Schoner, 
aber nicht, weil die Schaltschwellen zu hoch sind, sondern weil sie 
ausdrücklich nicht spezifiziert sind.

Der einzige Vorteil ist die eingebaute Hysterese, das gibt's selten. 
Ansonsten gibt es jede Menge Regler mit Enable Eingang, auch noch 
sparsamere. Damit kann man die Unterspannungsabschaltung hinter den 
Regler bauen. Die muss da nicht so extrem hochohmig sein, weil sie ja 
mit abgeschaltet wird. Ggf. kann das auch ein uC machen. Ja, es kostet 
ein wenig Hühnerfutter.

von Drago S. (mratix)


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Bauform B. schrieb:
> Ansonsten gibt es jede Menge Regler mit Enable Eingang, auch noch
> sparsamere.
Natürlich, keiner hat aber einen eingebauten UVLO.
Was bringt der Enable, wenn für den eigenständigen UV-Teil mit Referenz, 
ganz gleich in welcher Sparausführung, Verbrauchswerte zusammenkommen.

Bauform B. schrieb:
> Damit kann man die Unterspannungsabschaltung hinter den
> Regler bauen.
Du meinst vor dem Regler. Dem Teil, der die Batterie bis in den Tod 
leerlutsch, während er fleißig die andauernde undervoltage auswertet und 
den LDO im Schlafmodus betreibt :)

Je länger ich darüber nachdenke, um so mehr macht das Teil Sinn.
Halt nur einer, der bei ca. 2.8V (vs. 3.65V) abschaltet und bei 3V (vs. 
4V) im Normalbetrieb ist.

Von der Anzahl der Bauteile und der Fläche ganz abgesehen.

: Bearbeitet durch User
von Bauform B. (bauformb)


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Mister A. schrieb:
> Bauform B. schrieb:
>> Damit kann man die Unterspannungsabschaltung hinter den
>> Regler bauen.
> Du meinst vor dem Regler.
Nee, nee, durchaus dahinter, damit genau das nicht passiert:
> Dem Teil, der die Batterie bis in den Tod leerlutsch

Im Prinzip ungefähr so, wie im Bild. Ja, es kostet mehr Bauteile, aber 
wenn hinten sowieso ein uC werkelt der seine VDD messen kann, kostet es 
genau eine Doppeldiode. Der TLS810 hat nämlich den R1 schon integriert 
und ist auch sonst nicht übel (max. 1uA off, max. 12uA @ 100mA).

Andere LDO gehen auch, aber aufpassen, manche ziehen viel Strom über den 
Enable-Eingang oder R1 muss relativ niederohmig werden. Was aber auch 
relativ ist, weil an R1 im Betrieb 2.7V und im Shutdown nur 0.2V 
anliegen (darüber fließt der Strom aus dem Enable-Eingang).

Ohne uC braucht man etwas wie den LM809, der braucht max. 50uA, aber 
nur, wenn auch der eigentliche Verbraucher Strom bekommt.

von Drago S. (mratix)


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Danke dir, Bauform

Bauform B. schrieb:
> Im Prinzip ungefähr so, wie im Bild.
Ja das leuchtet ein.

An einen Supervisor habe ich nicht gedacht. Dadurch reduziert sich das 
ganze um einiges.
Im Sinn war mir nur eine Referenz mit TL431 u.ä. bzw. einen Komparator 
:)

Eins habe ich nicht begriffen, warum setzt du den Messpunkt hinten, ans 
Vout?
Gehört er nicht vorne zum Vin? ... um den Eingang (Batterie) im Auge zu 
behalten und bei Unterschreitung den LDO herunter zu fahren.

Sorry dass ich dies zum zweiten Mal frage, es leuchtet mir nicht ein.
Der LDO lutscht ja weiterhin an der Batterie.

: Bearbeitet durch User
von Bauform B. (bauformb)


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Mister A. schrieb:
> Eins habe ich nicht begriffen, warum setzt du den Messpunkt hinten, ans
> Vout?

Damit die Messung im abgeschalteten Zustand keinen Strom verbraucht. 
Außerdem darf sie dann im eingeschalteten Zustand etwas mehr Strom 
ziehen (wenigstens in den meisten Anwendungen).

> Gehört er nicht vorne zum Vin? ... um den Eingang (Batterie) im Auge zu
> behalten und bei Unterschreitung den LDO herunter zu fahren.

Eigentlich ja -- wenn die Abschaltschwelle sehr genau sein soll. Bei der 
Messung hinter dem LDO ist die Abschaltschwelle um die Drop Out-Spannung 
des LDO höher. Man braucht also einen Regler, bei dem diese klein und 
bekannt ist. Zum TLS810 gibt's z.B. ein Diagramm, s.o.

Die Verbraucher müssen natürlich mit der niedrigeren Spannung 
funktionieren (Im Beispiel herunter bis 2.7V oder 3V).

> Sorry dass ich dies zum zweiten Mal frage, es leuchtet mir nicht ein.
> Der LDO lutscht ja weiterhin an der Batterie.

Er wird aber per Enable abgeschaltet, d.h. der LM809 ist auch stromlos 
und aus dem Akku fließt nur noch der Leckstrom vom C1 und der 
Standby-Strom des LDO -- je nach Typ weniger als 1uA bis vielleicht 
20uA.


Ich hab' mal einen Tiefentladeschutz mit bistabilem Relais gebaut. Die 
Messung passiert direkt hinter dem Relaiskontakt, ist also genau und 
wird trotzdem komplett abgeschaltet. Es fließt also nur noch der 
Leckstrom über den Dreck auf der Platinenoberfläche. Ja, ok, das braucht 
ein paar Bauteile mehr, besonders zum wieder Einschalten...

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