Hallo! Ich suche eine Möglichkeit eine Logikschaltung möglichst lange mit Strom zu versorgen :) Das ganze sollte möglichst flach und auch günstig sein. Moment experimentiere ich mit 7 Knopfzellen parallel geschaltet. Ich nutze da CR2025 Knopfzellen mit je 170mAh. Rechnerisch ist das alles Top. Meine komplette Batterieeinheit darf nicht höher sein als 3mm, welches auch gut hinhaut. Das Problem ist jedoch das diese Batterien in Wirklichkeit nur ein paar Tage halten. Ich vermute das aufgrund den Querströmen sich die Batterien alle mehr oder weniger entladen. Daher nun, endlich, meine Frage. Ist es möglich alle Batterien in Serie zu schalten und dann einen Stepdown Wandler auf 3V (oder 2,8v) zu nutzen? Die LDO Regler wandeln den Strom ja alle in Wärme um, daher ist das keine gute Lösung. Mein Stromverbrauch liegt bei 10mA im Aktiven und weniger als 1mA im Ruhemodus. Das Ziel ist die Schaltung ein knappes Jahr am leben zu halten.
Naja so eine CR2025 hat ca. 170mAh. Wenn man nun von 1mA Ruhestrom ausgeht, macht das aufs Jahr knapp 8700mAh. Du brauchst also im idealsten Fall dann ca. 50 Batterien :) Oder anders gerechnet: Mit 7 Batterien hast du maximal 7*170mAh = 1190mAh. Bei 1mA Ruhestrom kommst du also nur auf knapp 2 Monate.
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Nun musst du nur noch verraten, wie dein Verhältnis zwischen Leerlauf und Vollast im Tagesmittel aussieht. Z.B. 1 Stunde Vollast, 23 Std. Standby.... oder 23 Stunden Vollast und 1 Std. Standby... oder...? Dann könne wir deinen 3-Satz gemeinsam zu Ende rechnen. ;-)
Versuchs mit einer Fotobatterie, ich mein die flachen Dinger wie z.B. in den Sofortbildkassetten drin sind. Die Batterien müßte es einzeln zu kaufen geben.
Guck mal nach der BR3032. Die hat was bei 500 mAh, wenn ich mich nicht irre. Wird auch auf Mainboards genutzt. Vielleicht würde dir sowas helfen?
Ich schlage vor, bevor du mit Reihenschaltung plus Step-Down-Converter experimentierst, teste deine Konstrukt mit einer einzelnen Zelle. In den 2 Monaten die die Schaltung mit einer Zelle laufen muß, optimiere das Design wo du nur kannst in Punkt Stromverbrauch. Wie Jan es schon vorgerechnet hat, benötigst du bei 1 mA über 50 Zellen im Jahr. Finde heraus wie weit du tatsächlich unter 1 mA liegst. Allen Anschein nach vebrauchst Du einfach zuviel Strom, als daß du es mit der Kapazität von 7 Zellen oder sonst wie mit den 3 mm Bauhöhe decken könntest, egal ob mit Reihenschaltung und Schaltregler oder anderen Zelltypen.
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Durch Reihenschaltung gewinnst Du nichts. Eher wirst Du die Verluste erhöhen, weil Du dann einen Spannungswandler hunzufügen musst. Spannungswandler verbrauchen selbst Strom und haben typischerweise 20% (oder mehr) Verluste. Du kannst Batterien mit gleichem Füllgrad problemlos parallel schalten. Da fließen keine Querströme - jedenfalls nicht lange.
Bevor es mit dem lustigen Ratschlag-Weitwerfen ausufert: A) Wie lange hält EINE Zelle? B) Wie lange halten 2 Zellen parallel? Wenn B < 2 * A, vergiss das Parallelschalten. C) Wofür braucht "ein bisschen Logik" 10 mA? Schon mal was von CMOS gehört? Gibt es allerdings noch keine 50 Jahre... Ansonsten (Atmel-Beispiel): Bei 8 MHz braucht ein Tiny24 2,5 mA, ein Mega8 6 mA Bei 1 MHz sind es 0,4 mA / 1,7 mA. Im Sleep-Mode kann man die auf einige µA drücken. Haben die zu wenig Logik?
Patrick schrieb: > Das Problem ist jedoch das diese Batterien in Wirklichkeit nur ein paar > Tage halten. Ich vermute das aufgrund den Querströmen sich die Batterien > alle mehr oder weniger entladen. Unsinn. Natürlich kann und wird es Querströme bei unterschiedlichem Ladezustand geben. Wenn aber alle Zellen neu sind, wird das nach kurzer Zeit erledigt sein. Und immerhin wird die dabei ausgetauschte Energie nicht vollständig in nutzlose Wärme umgewandelt, sondern ein kleiner Teil landet in den weniger entladenen Zellen. > Daher nun, endlich, meine Frage. Ist es möglich alle Batterien in Serie > zu schalten und dann einen Stepdown Wandler auf 3V (oder 2,8v) zu > nutzen? Natürlich. Es ist allerdings zumindest zu bezweifeln, daß das letztlich die energieeffizientere Lösung sein wird. Das hängt im starken Maße vom Profil der Energieentnahme ab. > Mein Stromverbrauch liegt bei 10mA im Aktiven und weniger als 1mA im > Ruhemodus. Das Ziel ist die Schaltung ein knappes Jahr am leben zu > halten. 1mA im Ruhemodus spricht für ein ruchlos schlechtes Design. Da würde ich als Allerererstes heftig nachbessern. Damit löst sich das Energieproblem vermutlich von ganz alleine. Parallelschaltung hin, Reihenschaltung her: beides am Ende vielleicht völlig unnötig.
Erwin schrieb: > A) Wie lange hält EINE Zelle? > B) Wie lange halten 2 Zellen parallel? > > Wenn B < 2 * A, vergiss das Parallelschalten. Bin mir deiner Aussage nicht ganz einverstanden ... B > 2*A wird nie auftreten (woher soll auch die zusätzliche Energie kommen?). B = 2*A ist wohl das Ziel aber eben nur der Idealfall. B < 2*A wird wohl am ehesten der Realität entsprechen. Solange die Querströme aber gering sind und nur am Anfang kurz auftreten, dann kann man das durchaus hinnehmen (man verliert dadurch nicht so viel). Dies sollte dann der Fall sein, wenn die Zellen sehr ähnlich sind (also z.B. neu und vom gleichen Hersteller). Prallelschalten an sich sollte somit also kein Problem darstellen. @ Patrick: Ich glaube auch, dass das meiste Potential noch in der optimierung deiner Schaltung liegt. Poste doch einmal genauer was du vor hast (Schaltplan, Layout, Beschreibung); in diesem Forum kann man dir sicher Tipps geben wie man den Energieverbrauch noch minimieren kann. Liebe Grüße, Lui
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Erwin schrieb: > A) Wie lange hält EINE Zelle? Die Frage hatte ich auch. Das mit der Antwort könnte aber etwas länger dauern. :-P Sie muß mindestens 2 Monatte halten oder er muß seinen Schaltplan oder Batteriekonzept komplett überarbeiten. Da die Parallelschaltung aber nach ein paar Tagen erschöpft ist, ist es eher unwahrscheinlich daß eine Zelle lange hält.
Lithiumprimärzellen vertragen nur einen sehr geringen Rückwärtsstrom. Bei Varta [1] werden kurzzeitig 5 µA angegeben. Langfristig sogar nur 1-3 % der Zellkapazität bezogen auf die Lebensdauer. 3 % * 100 mAh / 1 Jahr = 0,34 µA Ob die Ausgleichsvorgänge beim parallelschalten der Zellen darüberliegen kann ich nicht sagen, das sollte man aber nachmessen. [1]http://www.varta-microbattery.com/applications/mb_data/documents/sales_literature_varta/HANDBOOK_Primary_Lithium_Cells_en.pdf
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