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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Li-Ion Spannung auf 3.3V halten


Autor: Johannes T. (johnsn)
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Hallo!

Habe eine Mobile Anwendung mit AVR32 und möchte die Versorgungsspannung 
stabil auf 3.3V halten, wenn ein Li-Ion Akku als Energiespeicher dienen 
soll.

Zum Laden per USB verwende ich MAX1811 und eine niedrige Batteryspannung 
bringe ich per Step-Up MAX856 auf 3.3V. Doch der MAX856 folgt der 
Eingangsspannung ab 3.3V, sodass bei vollem Akku die Versorung bis zu 
3.7V beträgt, was für meine Schaltung zuviel ist.

Kann ich die Versorgung mit einer Zener-Diode konstant auf 3.3V halten 
(siehe Anhang), ohne dabei viel Leistung zu verschwenden?

Danke und lg
Johnsn

Autor: K. J. (theborg0815) Benutzerseite
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hm,

Max1181 -> Akku -> 1n40xx -> fuse -> LDO(oder was auch immer -> 
Schaltung

würde ich machen auf jedenfalls würde ich die 1n40xx einbauen falls mit 
der Schaltung was nicht stimmt ist so der akku relativ abgesichert.

Autor: Bjojon (Gast)
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Hallo,

das mit der Z-Diode wird so nicht funktionieren - vor allem verbrätst du 
damit ja Energie. Bei einem Batterie betriebenen Gerät wenig sinnvoll.

Must du den Akku bis auf 2.7V (?) herunter auslutschen ? Ich würde 
einfach einen Step-Down Regler auf 3.3V verwenden und dafür etwas 
Restladung im Akku in Kauf nehmen.

Autor: Johannes T. (johnsn)
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Vielen Dank für die raschen Antworten.
Brauche ich die Diode in Serie umbedingt, wenn ich einen KS-festen 
Step-Down Regler verwende?

Ab welcher Spannung ist ein Akku nur mehr ca. 10% voll?

Autor: K. J. (theborg0815) Benutzerseite
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hi nein die Diode brauchst nicht unbedingt, voraledem weil die ja auch 
die spannung nochmal um 0,3v drückt

Autor: Bjojon (Gast)
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Gehen Li-Ion Akkus nicht bis 4,2V hoch ? Hast Du da schon eine 
Schottky-Diode zwischen dem Akku und dem Step-Up vorgesehen, die nicht 
eingezeichnet ist ?

Der uC verträgt doch sicher auch etwas mehr oder weniger Spannung als 
genau 3.3V, oder ?

Alternativ könntest Du noch einen Boost-Buck Konverter auf 3.3V 
verwenden - aber wie gesagt: der Aufwand lohnt vermutlich nicht.

Autor: Johannes T. (johnsn)
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Die Ladeschlussspannung beträgt 4.2V. Ich habe hier einen LiIon Akku und 
wenn der voll geladen ist, erreicht er 3.7V-3.8V.

Eine Schottkydiode ist im Datenblatt vorgeschrieben (siehe Anhang). 
Meinst du diese?

Im Datenblatt vom AVR32 steht "Maximum Operating Voltage 3.6V" und da es 
häufig sein wird, dass der Akku ganz voll ist (beim Konfigurieren über 
USB zB) möchte ich hier schon innerhalb der Grenzwerte bleiben 
(3.0-3.6V), um die Lebensdauer der Prozessors nicht zu verringern.

Ich werd mal ein paar Samples von Step-Downs bei Max ordern.

Autor: Bjojon (Gast)
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Nein, die Schottky-Diode meinte ich nicht, die gehört ja zum 
Schaltregler. Ich dachte du hättest zwischen dem Akku und dem Regler 
eine vorgesehen, aber nicht eingezeichnet, da in der Zeichnung 3.7V 
steht und ich von den üblichen 4.2V ausgegangen bin.

Wenn der Atmel bis 3V herunter funktioniert würde ich zum Step-Down 
raten - vielleicht reicht aber auch ein LDO Regler (oder wirklich nur 
eine Schottky-Diode in Reihe), wenn du eh nur max. 3.7V hast. Du 
solltest dir mal überlegen - ggf. messen - wie hoch der Stromverbrauch 
ist.

Autor: Johannes T. (johnsn)
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Stromverbauch liegt bei 80mA bis max 100mA für die Gesamte Schaltung auf 
3.3V.

Ein LDO wäre auch nett, v.a. wegen weniger EM-Emissionen. Dafür ist halt 
die Verlustleistung größer.

Autor: Bjojon (Gast)
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Bei 100mA ergibt sich beispielsweise folgende Rechnung

Leistungsaufnahme der Schaltung:
3.3V*0,1A=0,33W

Leistungsaufnahme mit LDO-Regler und voller Batterie:
3.8V*0,1A=0,38W
das macht 50mW Verluste.

Ein Schaltregler hat vielleicht 80% Wirkungsgrad, das wären dann
0,33W/0,8=0,41W Leistungsaufnahme und damit 80mW Verluste !

Ein Schaltregler lohn nicht immer.

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