GPRS Modem mit Strom versorgen

[TheMiB (Gast)]

Hallo zusammen,

ich stehe aktuell nen bissl auf'm Schlauch und erhoffe mir von euch 
Anregungen. Folgende Ausgangssituation:

1. bestehende Stromversorgung ist ein aus zwei Lithiumbatterien 
bestehendes Batteriepack mit 7,2V/16500mAh. Es liefert laut datenblatt 
bis zu 340mA Dauerstrom und bis zu 600mA Pulsströme (zu einer Dauer der 
Pulse wird sich nicht geäussert). Im schlechtesten Fall hab ich noch nen 
22Ohm/9W Widerstand der für explosionsgeschützte Bereiche den 
Kurzschlussstrom auf unkritische Höhe begrenzt (ik ~400mA). Darüber 
hinaus wäre noch Netzteilversorgung 10-24V möglich.

2. Mit 1. soll ein GPRS Modem versorgt werden, die Dinger gönnen sich 
allerdings beim senden alle 4,6ms für ca. 600us knappe 2A :(

3. Die 3,6V Spannung für das GPRS Modem erzeuge ich mit Hilfe eines 
Schaltreglers (LT3481), was im Falle einer Netzteilversorgung (10V/3A) 
auch ganz gut klappt.

4. Das ganze ist in ein Gehäuse mit Aussenmass 80x80mm einzubauen...die 
Platine ist also auf etwa 68x68 begrenzt. Das Modem selbst nimmt etwa 
die Hälfte des Platzes bereits ein, ein weiteres Viertel geht an den 
Schaltregler und seine Anhang

Wenn ich nun halt nicht den Luxus des Netzteils habe, hab ich das 
Problem, das mit die Batteriespannung soweit einbricht, das die Spannung 
am SChaltregler unter die minimalen 3,2V einbricht und das Modem sich 
neuinitialisiert.

Da ich hier noch so nen 0.1F/5.5V Supercap/Goldcap/oder wie auch immer 
rumliegen hatte, dachte ich mir, das ich diesen Nutzen könnte um den 
Strom aus der Batterie zu puffern. Funktioniert auch, leider nicht immer 
zuverläßig, wird wohl daran liegen das bei 3,6V der Cap noch nicht seine 
volle Kapazität erreicht. Jetzt hab ich auch 100uF/16V noch nen 2mF 
Eingangskondensator gebaut, der dann auch noch den Eingang nen bissl 
puffert...jetzt läuft das Modem so wie es soll, allerdings erscheint es 
mir keine sonderlich schöne lösung zu sein.

Jetzt die Frage an euch...hab ihr ggf. ne Idee wie es besser zu lösen 
ist. Meine idee wäre jetzt gewesen die 5.5V für den Cap per Schaltregler 
zu erzeugen und dahinter dann nen 2A linearregler mit 3.6V(LT1085 oder 
ähnliches) zu hängen. Ich denke mal das ich um den Wirkungsgrad hoch und 
die Abwärme gering zu halten leider nicht den Platz habe um mit 2 
Schaltreglern zu arbeiten...mal ganz abgesehen vom EMV-Kram. Bei der 
Gelegenheit würde ich auch gern den Cap-Ladestrom aus der Batterie 
vielleicht auf den 300mA begrenzen wollen (was gibt es da denn für 
Möglichkeiten?).

mfg
TheMiB

[oszi40 (Gast)]

>Supercap/Goldcap/

1.Ein Goldcap speichert zwar Energie, ist aber kein LOW ESR-Elko!
2.Schau erst mal ins Datenblatt was Deine Batterie verträgt.
3.Ein paar Stütz-Kerkos am rechten Fleck sind nützlich.

[TheMiB (Gast)]

zu 1. ok einwand ist berechtigt, habe ich nicht bedacht, ESR soll 
75Ohm@1khz betragen...würde den Strom natürlich wieder begrenzen.
zu 2. dazu sind keine Angaben gemacht. mit Nennspannung, Nennstrom, 
Dauerentladestrom, Pulsstrom und Temperaturbereich ist alles gesagt. 
Dazu gibts noch 4 Diagramme wie Zellspannung über Temperatur, Kapazität 
über Strom und Entladkurven.
zu 3. also wenn ich jetzt annehme ich dürfte einen Spannungsabfall von 
0,3V über die 600us bei 2A Laststrom haben, bräuchte ich rein 
rechnerisch als 4mF...100uF sind so die größten Kerkos die ich 
kenne...davon bräuchte ich also 40Stück. Aufladen von 4mF in 4ms um 0,3V 
sollten mit 300mA hinzubekommen sein zumindest rechnerisch.

von cap-xx gibts 0.1F dual-cell supercapacitors mit etwa 100mOhm...die 
speziell für solche Pulslasten (z.b. in Handys) ausgelegt sind...die 
kosten aber auch gleich mal das 5-fache :(

mfg
TheMiB

[Max G. (l0wside)]

TheMiB schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ich stehe aktuell nen bissl auf'm Schlauch und erhoffe mir von euch
> Anregungen. Folgende Ausgangssituation:
>
> 1. bestehende Stromversorgung ist ein aus zwei Lithiumbatterien
> bestehendes Batteriepack mit 7,2V/16500mAh. Es liefert laut datenblatt
> bis zu 340mA Dauerstrom und bis zu 600mA Pulsströme (zu einer Dauer der
> Pulse wird sich nicht geäussert). Im schlechtesten Fall hab ich noch nen
> 22Ohm/9W Widerstand der für explosionsgeschützte Bereiche den
> Kurzschlussstrom auf unkritische Höhe begrenzt (ik ~400mA). Darüber
> hinaus wäre noch Netzteilversorgung 10-24V möglich.

Ui, da hast Du ja eine schöne Aufgabe geerbt. 2A ist schon ganz schön 
heftig.

Mein erster Ansatz wäre ein LC-Filter gewesen, aber da muss sowohl L als 
auch C so groß werden, dass Dein Gehäuse nicht mehr reicht und die 
Kosten keinen Spaß mehr machen. Wie wäre es mit einem zweistufigen 
Ansatz: erst mit einem Schaltregler ca. 4V erzeugen, dann mit einem LDO 
die 3,6V draus machen? Die Verlustleistung sollte überschaubar bleiben. 
Du brauchst bloß einen ziemlich fixen Regler - ggf. ein Fall für OP und 
Längsfet?

Gruß,

Max