Hallo, Für eine Outdooranwendung suche ich eine Schaltung, die aus der Spannung einer Batteriezelle (ca. 1,5V) eine Spannung von 3 Volt bastelt. Die Spannung sollte stabilisiert sein und darf auch bei fast leerer Batterie (ca 0,9V) nicht einbrechen. Der Strombedarf liegt etwa bei 100mA. Idealerweise sollte ein Shutdown möglich sein, damit die Batterie nicht ausläuft, wenn sie leer ist. Ich habe mal im Fundus von Maxim geschaut, da sind mir die Step-Up-Regler MAX1674 und MAX848 aufgefallen. Der MAX1674 würde zu meiner Anwendung passen, ich habe aber wenig Erfahrung im Design solcher Regler. Hat jemand vielleicht etwas fertiges parat, womöglich noch mit einem Layout-Vorschlag für eine Platine? ciao, Stefan.
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Das durchgestrichene ist ein einfacher Wandler: http://elm-chan.org/works/cmc/cmc.png bzw. hier die Grundschaltung: http://elm-chan.org/works/led2/report.html
Sieht einfach aus die Schaltung. Nur irgendwie ist mir das suspekt, weil ich die Schaltung nicht verstehe. :-) Und man müsste das ganze in SMD aufbauen. Muß ich mir mal anschauen. Ich habe ansonsten noch von Micrel Spannungsregler gefunden. Die schaue ich mir auch nochmal an. ciao, Stefan.
Es gibt von Maxim, LT, Epson und vielen weiteren Herstellern. Schau dir z.B. den S1D76310 an. Dieses IC ist u.a. in den Tipsend Geräten eingebaut wie man sie bei Pollin für ein paar Euro bekommt.
Angehängte Dateien:
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lt1308a_boost.png
47 KB
LTspice/SwitcherCAD spukt für deine Daten z.B. das hier aus. Allerdings nur bis 1,0V runter.
Hey, die Schaltung gefällt mir. Nur wo bekommt man den LT1308 her? Die Software SwitcherCAD gefällt mir auch gut. ciao, Stefan.
Segor hat den. Kostet allerdings stolze 13 Euro. Ansonsten passt der TPS61007 von Ti noch gut zu deinen Anforderungen. Bei allen Wandlern mit höherer Schaltfrequenz musst du aber die Induktivität und die Kondensatoren (ESR!) sehr genau auswählen. Diese Teile gibt's dann aber leider nicht bei Reichelt.
Mensch was postet ihr da für ICs, die kennt doch niemand und sind zum Teil echt schwer zu besorgen. Es gibt zum Teil sehr einfache Schaltungen, Hab da mal eine in der Elektro gesehen, weiß aber nicht mehr welche. Ansonsten: http://www.rowan.sensation.net.au/electronics/stepup.html PS: Eine Spule brauchst du immer, leider, zumindest meistens (gibt glaub ich auch inductor-less stepups in IC-Packages)
Aufwärtwandler kann man auch mit Ladungspumpen (und Kondensatoren) bauen, allerdings nicht im geforderten Leistungsbereich. 100 mA ist schon ziemlich viel Strom - die Batterie wird dabei auch schön schnell leergelutscht werden. Eine übliche Alkaline-Zelle hat eine Kapazität von ca. 2 Ah, die wird nur bei relativ geringen Entladeströmen erreicht. Hier würde die Batterie mit 200 mA oder sogar etwas mehr belastet werden, so daß unter optimalen Bedingungen etwa zehn Stunden Betriebsdauer 'rauskommen. Ist der Entladestrom höher, reduziert sich die effektive Kapazität der Batterie - deshalb halten Primärzellen trotz gleicher Kapazität in Digitalkameras deutlich weniger lang als NiMh-Akkus. Ich weiß allerdings nicht, wo der kritische Bereich beginnt; ob also eine Alkaline-Zelle bei 200 mA Entladestrom noch effizient arbeitet oder nicht. Vor ca. 1.5 Jahren hat die c't mal einen Vergleichstest verschiedenster Primärzellen durchgeführt (Sieger: Ikea und Aldi), dort wurde auf die Thematik auch näher eingegangen.
Also den Stromverbrauch habe ich nochmal neu überschlagen. Ich denke ich komme mit 20-30mA aus, das aber nicht im Mittel sondern nur Peak. Bekommt man das mit einer Ladungspumpe hin? Zu den Alkali-Zellen: Ich plane mit einer Mono-Zelle zu arbeiten. Die haben laut Datenblatt (Conrad, siehe Energizer High Power) eine Kapazität von 18000mAh bei 25mA Dauerentladestrom. Zu meiner Anwendung: Ein wasserdichter Fuchsjagdsender, der in ein röhrenförmiges Gehäuse eingebaut wird. Da passt eine Monozelle prima rein. Für zwei ist leider kein Platz und mehrere Mignons möchte ich nicht einsetzen, weil die Kapazität kleiner ist. Oder? Wenn jemand eine andere Idee für die Stromversorgung hat: Der Durchmesser der Röhre beträgt 36mm, für die Höhe habe ich maximal 40mm zur Verfügung. @Simon: Deine Lösung hat einen Haken. Sie funktioniert nicht bis 1Volt abwärts und auch bei 1.5 Volt nicht. Der Rechteckgenerator besteht aus 74LS Logik, die braucht mindestens 2 Volt. Und geregelt ist in der Schaltung auch nix. Einen Linearregler nachschalten halte ich für Blödsinn, weil dadurch zu viele Verluste entstehen. Ich möchte das Ding ja nicht heizen und die Batterie so gut wie möglich ausnutzen. ciao, Stefan.
Wenn das Volumen einer Monozelle zur Verfügung steht, würde ich drei Mignon-Akkus (die es mit mittlerweile 2500 mAh Kapazität gibt) in Reihe schalten. Dann brauchst Du keinen Aufwärtswandler und kannst bei 25 mA Entladestrom von etwa vier Tagen Nutzungsdauer ausgehen. Die Akkus (Sanyo, bei Segor kaufen) sollten allerdings mit einem vernünftigen Ladegerät aufgeladen werden. Übrigens ist eine Monozelle 56 mm lang - in Deine Röhre passt die nicht 'rein. Mignonzellen sind mit 48 mm etwas kürzer.
Ähm, sorry, habe mich leicht vermessen. :-) Die Monozelle passt definitiv, dann habe ich noch 4cm Platz für die Platine. Hab die Zahlen also verwechselt. Es passen sogar 4 Mignons in die Dose, das habe ich schon ausprobiert. Mal Allgemein gefragt: Was hat mehr Kapazität? Eine Monozelle oder die vier Mignon-Akkus? Bei der Monozelle als Alkali-Batterie steht im Datenblatt eine Kapazität von 18000mAh bei 25mA Entladestrom. Darf ich die Kapazität der vier Mignons einfach zusammenaddieren? Dann komme ich auf nur 10000mAh. Das ist doch deutlich weniger? Eine weitere Frage zur Verwendung von Batterien im Outdoorbereich: Die Temperaturabhängigkeit. Ich habe gelesen, daß NiCd-Akkus auch bei niedrigen Temperaturen viel Strom liefern können. Inwiefern wirkt sich das auf die Kapazität aus? mfg, Stefan.
Was mich etwas stutzig macht, sind die angeblichen 18 Ah der Monozelle. Das wäre ein extrem hoher Wert. Vergleichen kann man das i.d.R. nicht, weil - vermutlich aus Gründen des Verbraucherschutzes - Primärzellenhersteller die Kapazitäten ihrer Produkte nicht benennen müssen (oder dürfen?). Der von mir genannte Wert von ca. 2 Ah für eine Alkaline-Mignon-Batterie entstammt dem c't-Batterivergleichstest. Betrachtet man hingegen Akkus im Vergleich, dann liegen die üblichen käuflichen Kapazitäten von Monozellen bei bestenfalls 8 Ah. Die weiterentwickelte Chemie der Mignon-Zellen ist offensichtlich noch nicht so recht in die Mono-Zellen hinübergeschwappt. Was das mit der Temperaturabhängigkeit betrifft, so wirst Du ums Studieren von Datenblättern o.ä. vermutlich nicht umhinkommen. Primärzellen werden auch eine Temperaturabhängigkeit haben, das nur am Rande. Über welchen Zeitraum sind denn Deine Fuchsjagd-Sender am Stück im Betrieb? Bis vier Tage genügen die von mir erwähnten Mignon-Akkus, die halt auch wiederverwendbar sind, was bei den Preisen auch einen Kostenfaktor darstellt. (Beispielrechnung, wieder nur mit Mignon-Zellen: Ein 8er-Pack Alkaline-Zellen kostet bei Aldi 2 EUR. Damit kostet eine Alkaline-Zelle 25 ct, was gegenüber den 3 EUR, die eim hochkapazitiver Sanyo-Akku bei Reichelt/Segor kostet, ersteinmal verschwindend gering erscheinen mag, da man die aber häufiger als 12mal wieder aufladen kann ...)
und bei nur einer Zelle musst du zumindest 20% Verlust im Spannungswandler rechnen und ev. Hf- Störungen dazu.
Also das mit den 18Ah hat mich auch stutzig gemacht. Ich habe mal das Datenblatt, welches ich von der Conrad-Homepage habe, angehängt. Da steht auch was zur Temperaturabhängigkeit drin. Der Sender soll mindestens 4 Wochen halten. Das will ich durch verschiedene Stromsparmodi erreichen. z.B. soll die Kennung nur alle 5 Minuten 5 mal gesendet werden. In der Nacht nur einmal alle 2 Stunden. Die 20-30mA sind für das Dauerhafte senden eines Tones, also Worst Case. mit 20% Verlust habe ich gerechnet, die HF Einstreuungen würde ich verschmerzen können, weil der Sender mit 433MHz funkt. Außerdem ist die Qualität des Signals nicht so ausschlaggebend. Hauptsache man kann die Morsezeichen empfangen. Rufus, kannst Du nochmal nach der c't Nummer schauen? ciao, Stefan.
Einwegstrom 27 Alkali-Mangan-Batterien LR6/Mignon im Vergleich Prüfstand, Gerätebatterien, Primärzellen, Sekundärzellen, Akkus, LR6 c't 23/02, Seite 192
So ich habe nochmal ein bisschen gegoogelt und bin auf eine interessante Application Note von Philips gestoßen: http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/applicationnotes/AN10218_1.pdf Das werde ich mal ausprobieren und dann berichten. ciao, Stefan.
So, Bericht: Ich habe die obige Schaltung ausprobiert und sie funktioniert prima. Ich konnte aus der Schaltung ca. 20mA ziehen, bei einer Spannung von 3Volt. Die Spannung in der Schaltung ist leider nicht stabilisiert, was aber für meine Zwecke auch nicht unbedingt notwendig ist. Die Leerlaufspannung lag bei etwa 6Volt, deshalb habe ich eine Spannungsbegrenzung mit Hilfe einer Zener-Diode einbauen müssen. Weiterhin habe ich noch den LT1073 von Linear Technologies ausprobiert. Zunächst einmal habe ich das Ding mit Switcher-Cad simuliert und danach die Schaltung dann genauso aufgebaut. Die Schaltung funktioniert auch prima, der entnehmbare Strom liegt bei etwa 75mA. Da wird der Voltage-Ripple aber auch schon ziemlich hoch. Die berechnete Effektivität liegt bei 75% bei 15mA. Die Schaltungen werde ich bei Gelegenheit mal ins Wiki stellen. Mein Fazit: Mit ein bisschen Schaltungstechnik läßt sich so eine Monozelle ziemlich gut auswringen. ciao, Stefan.
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