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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromversorgung 3.7V -> 3.3V, DC/DC Wandler oder linear Regler ?


Autor: M. L. (pioneer)
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hallo,

mein problem:

ich möchte eine stromversorgung aufbauen die von einem Li-Ion-Akku 
(3.7V, 1800mAh) gespeist wird und ausgangsseitig 3.3V, ~1A dauerhaft und 
~2.5A kurzzeitig(bei start) bringen soll.

die stromversorgung befindet sich in einem mobilen gerät.
eine geringe verlustleistung und geringer ruhestrom wären also sehr 
wünschenswert um das gerät ein paar stunden zu betreiben.

meine frage:

welche art von spannungsregulierung/-wandlung (linear oder DC/DC conv.) 
ist in bezug auf effiziens/wirkungsgrad für diesen fall besser geeignet?

kennt jemand geeignete regler/wandler?

vielen dank im voraus

Autor: günter (Gast)
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max1709 ?

Autor: MaWin (Gast)
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Ein LiIon Akku hat nicht 3.6V, sondern 2.8 bis 4.2V.

Egal wie, du fährst erheblich besser und effektiver, wenn du deine 
Elektronik so entwirfst, dass sie mit diesen 2.8 bis 4.2V auskommt,
oder zumindest den Teil, der genau 3V braucht, so reduzierst, dass er 
mit weniger als 2.5A auskommt.

TPS61175 ist noch nicht zu kaufen, und regelt auch nicht runter.

Autor: M. L. (pioneer)
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@günter: der MAX1709 ist doch ein Boost Conv., kann der auch 
3.7V->3.3V??

@MaWin: ja das habe ich mir auch schon überlegt, aber mit den 3.3V 
betreibe  ich eine Prozessorkarte (Trizeps V von Keith&Koep), ein 
Display und etwas Aussenbeschaltung. ich glaub Display und 
Prozesserkarte brauchen die 3.3V schon relativ genau. Beim Booten zerrt 
die Prozessorkarte etwas mehr Strom und fals da die spannung einbricht 
->booten fehlgeschlagen.

Den TPS61175 gibts bei farnell, aber ist ein boost conv.

Autor: günter (Gast)
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ja der macht aus 0,7-5V entweder 3,3 oder 5V

Autor: MaWin (Gast)
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> aber ist ein boost conv.

Du brauchst ja auch einen boost-converter, um von 2.8 auf 3.3V zu 
kommen.

Ich schrieb schon "aber regelt nicht runter", es fehlt noch etwas, was 
4.2V auf 3.3V reduziert.

Eine Diode täte es bei 2.5A schon, und eine Diode ist in boost 
Konvertern immer drin. Nimmt man dort eine ultra fast recovery (immerhin 
2.2MHz), gluabe ich kaum, dass die Ausgangsspannung bei ausreichender 
Eingangsspannung über 3.3V kommt. Der boost regler schaltet dann ab. 
Schon bei 4 V Eingangsspannung muss er einschalten, denn er muss nicht 
nur 3.3V erzeugen, sondern 3.3V + Diodendurchlasspannung, also über 4V.

Das ist eine nicht unübliche Art, der andere Weg ist ein Trafo statt 
einer Spule im Schaltregler.

Die doppelte Kombination boost-Regler und Linearreger ist eher unnütz 
viel Aufwand, ein Sepic hat zu viele Teile, da ist ein invertierender 
Regler oft die bessere Wahl, denn die Akkuspannung ist meist 
potentialfrei. Als invertierender ist der TPS aber nicht zu gebrauchen.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ein LiIon Akku mit 3,3V gilt quasi als leer. Die restliche Energiemenge 
liegt im einstelligen Bereich. Von daher würde ein reiner Abwärtswandler 
oder gar Linearregler ausreichen um rund >90% der Kapazität zu nutzen. 
Aufgrund des höheren Wirkungsgrads als bei einem Stepup Wandler dürfte 
die  Energieausbeute dann sogar besser sein, obwohl der Akku nicht voll 
ausgenutzt wird.
Das einzige Problem an der Sache könnte eventuell der Innenwiderstand 
des LiIon Akkus sein der für einen zusätzlichen Spannungsabfall sorgt.

Falls ein Schaltregler zum Einsatz kommt, dann unbedingt einen mit einem 
Synchrongleichrichter verwenden, alles andere hat bei derart niedrigen 
Spannungen einfach zu viele Verluste (0,5-1V Diodenspannung sind schon 
>15% der Gesamtspannung!)

Autor: Josef (Gast)
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Prinzipiell kann man dafuer z.B. den TPS63000 nehmen. Der macht aus 
einem LiIon typischen Spannungsbereich von 1.8V bis 3.8V eine konstante 
3.3V.
-> http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps63000.html
und kostenlose Muster kann man gleich auf der Webseite bestellen;-)

Autor: M. L. (pioneer)
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der TPS63000 scheint dafür gut anzugehen, ist aber leider nicht bei 
farnell noch rs vorrätig. ich hab jetzt den LM3668 mal angeschaut der 
dürfte doch auch gehen, oder? hat zwar nur 1A :-( ?

Autor: Tom (Gast)
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Ich würde es Linear machen.
Ein Schaltregler hat einen Wirkungsgrad von rund 90%, d.h. wenn die 
Spannung über 3,63V liegt wäre ein Schaltreger besser, unter 3,63V ein 
Linearregler. Das ganze nimmt sich also nicht viel. Ich würde den 
Aufwand für einen Schaltregler nicht machen.
Im Anhang habe ich mal die Entladekurve eines 18650er Liion Akkus von 
Farnell angehangen. Der Akku wurde mit 1A entladen. Man erkennt 
deutlich, dass du den Akku bei 3,3V als leer ansehen kannst.

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