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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Batterie-Stromversorgung


Autor: Johannes G. (johannesg00)
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Hallo,

ich weiß, dieses Thema wurde hier schon öfter behandelt, aber ich finde 
einfach keine für mich passende Lösung.
Ich habe eine Schaltung, die mit 3.3V versorgt werden muss (ziemlich 
stabil, da ich eine SD-Karte verwende) und die im Schnitt ca. 50mA 
verbraucht.
Die Stromversorgung sollte relativ kompakt sein.
Ich habe an 3 oder 4 AAA Zellen in Reihe gedacht.. Aber das sind ja nur 
4.5V bzw 6V... und da der Spannungsregler auch noch einen gewissen 
Spannungsunterschied braucht werden die Batterien ja nie wirklich 
leer...
Wie würdet ihr das lösen?

Viele Grüße,
   Johannes

Autor: TI-Fan (Gast)
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Du nimmst 2 Akkus (2,4V) und dahinter nen Step-Up Wandler 
(Schaltnetzteil). Z.B. den LTC3490, ist auch alles meistens schön in SMD 
gehalten (daher kompakt).

Autor: bensch (Gast)
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Nimm EINE AA-Zelle und einen Step-Up-Wandler.

Eine AA hat etwa die gleiche Kapazität wie 3 AAA, ist aber kleiner, 
langlebiger und billiger.

Autor: Jens Albrecht (jens_a)
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Oder einen Low-Drop-Regler, wie den LF33-CV. Der kann bis 500mA 
verkraften und braucht nur ca. 0,5V Spannungsunterschied. Gibt es für 
0,75€ bei CSD.

Autor: Johannes G. (johannesg00)
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Hallo,
das habe ich vergessen zu erwähnen: Da die Schaltung sowieso schon recht 
viel Strom verbraucht ist ein Step-Up Regler denke ich ungeeignet, da so 
die Batterie Lebensdauer noch mehr verkürzt wird...

Autor: Peter Roth (gelb)
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Kleiner Schaltregler,

z.B. LT1173 (70..75% Wirkungsgrad)

oder LTC3411 (>90% Wirkungsgrad, nur mit SMD-Teilen machbar, da 2MHz).


Die Wandler laufen bis unter 4V Eingangsspannung und sind u.a. bei 
Reichelt erhältlich.

Grüße, Peter

Autor: MaWin (Gast)
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> Wie würdet ihr das lösen?

Wenn man stabile Spannungen braucht, barucht man Spannungsregler. Bei 
Batteriebetrieb will man möglichst effiziente Spannungsregler, also 
Schaltregler. Die können hochtransformieren oder runtertransformieren, 
abernicht so leicht beides. Also nimmst du entweder eine 1.5V Zelle und 
einen Step-Up Wandler wie LT1307, oder du nimmst 4 Zellen und einen Step 
Down wie TPS62200.

Autor: Иван S. (ivan)
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Johannes G. schrieb:
> Ich habe eine Schaltung, die mit 3.3V versorgt werden muss (ziemlich
> stabil, da ich eine SD-Karte verwende) und die im Schnitt ca. 50mA
> verbraucht. Die Stromversorgung sollte relativ kompakt sein.

Nimm einen linearen Spannungsregler.

> Ich habe an 3 oder 4 AAA Zellen in Reihe gedacht..

Gute Wahl!

> Aber das sind ja nur 4.5V bzw 6V...

Schlimmstenfalls sinnd es nur 3,6V, bei 3 Zellen a 1,2V. Plane immer die 
Option ein, Akkus verwenden zu können!

> und da der Spannungsregler auch noch einen gewissen Spannungsunterschied
> braucht

Gute LDOs brauchen einen Spannungsunterschied von 200mV und haben einen 
Ruhestrom im mehrstelligem nA-Bereich. Nimm vier NiMH-Zellen.

> werden die Batterien ja nie wirklich leer...

Nur mit unendlich großem Aufwand. Aber das machts michts, gute Zellen 
(z.ß. von SANYO) haben eine geringe Selbstentladung.

> Wie würdet ihr das lösen?

4xNiMH + LDO.

Iwan

Autor: Johannes G. (johannesg00)
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Hallo,

danke für die Antworten ;)

@Iwan: Könntest du mir da einen bestimmten LDO empfehlen?

Viele Grüße,
   Johannes

Autor: MaWin (Gast)
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> Schlimmstenfalls sinnd es nur 3,6V, bei 3 Zellen a 1,2V.

Nein, schlimmstenfalls sind es 2.7V,
denn deine Akkus haben nur 1.2V, wenn sie voll sind.

Und da man aus 2.7V nicht per LDO 3.3V regeln kann,
war das ein unzureichender Vorschlag.

Autor: stephan_ (Gast)
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LT1117-3.3, gibt es auch bei R.

Autor: Johannes G. (johannesg00)
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@stephan_: der hat aber ja auch wieder 1V DropOut Spannung...

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Bei einem batteriebetriebenen Gerät erscheint mir der Einsatz eines 
Linearreglers wenig sinnvoll.

Bei 3 Zellen sind 4.5 V oder 3.6 V auf 3.3 V herabzuregeln, gerade im 
Falle der Primärzellen werden hier 1.2 V "abgefackelt", was bei 50 mA 
Strom immerhin 60 mW sind - gegenüber 165 mW Nutzleistungsaufnahme.

Das bedeutet, daß der Linearregler über 30 % der von den Primärzellen 
gelieferten Leistung verbrät, zumindest, solange deren Spannung nicht 
deutlich abfällt.

Bei Akkus ist deren Entladekurve zu berücksichtigen, wie MaWin schon 
erwähnte, da werden aus anfänglich 3.6 V (was einem LDO genügt) rasch 
weniger als 3.3 V.

Die Konsequenz, statt dreier Zellen halt vier zu nehmen, macht die 
Angelegenheit nicht besser. Bei Primärzellen werden über dem LDO mal 
eben 2.7 V "abgefackelt", bei 50 mA sind das 135 mW - nicht mehr weit 
entfernt von den 165 mW, die die Schaltung selbst für sich benötigt. Der 
Wirkungsgrad schwindet ins Bodenlose.

Autor: Johannes G. (johannesg00)
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Rufus, danke für deine Erläuterung :)
Dann werde ich die Idee mit dem LDO wohl verwerfen und einen StepUp 
Regler verwenden. Kann mir da jemand einen für 1-2 Zellen empfehlen? Der 
hier im Thread genannte LT1307 sieht interessant aus, jedoch gibt es den 
nicht bei Reichelt..
Hat sonst noch jemand einen Tipp für mich?

Viele Grüße,
   Johannes

Autor: Dirk W. (Gast)
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Ich habe mit einem LTC3525 gute Erfahrungen gemacht. Falls Deine 
Schaltung allerdings eine Funkuhr beinhalten soll, kann ich von einem 
Schaltregler nur abraten. An DCF-Empfang ist innerhalb eines gewissen 
Radius um den Schaltregler herum (vielleicht so 20 bis 30cm) nicht zu 
denken. In dem Fall würde ich einen Linarregler nehmen.

Autor: Johannes G. (johannesg00)
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Es ist ein GPS Empfänger auf der Platine...
Denkst du das wird auch stören?

Autor: Dirk W. (Gast)
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Nein, da GPS im GHz-Bereich arbeitet. Das sollte keine Probleme machen.

Autor: Johannes G. (johannesg00)
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ok danke :)
Kannst du mir noch sagen wo ich den LTC3525 beziehen kann? Bei Reichelt 
hab ich ihn nicht gefunden..

Autor: Michael H. (overthere)
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Als LDO; mein liebling: NCP551, <0.1 V Dropout, bis 180mA. Erhältlich 
bei Mouser oder Farnell.

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