Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Effizienteste Spannungsversorgung, Batteriebetrieb


von Patrick E. (f4550tim)


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Hallo,

ich habe um es vereinfacht zu sagen einen µC und ein LCD. Das LCD 
benötigt 5V. Den µC (Atmega8) möchte ich da es um ein 
Batteriebetriebenes Gerät geht auf 3,7V Betreiben. Als Stromversorgung 
soll ein 3,7V Lithiumakku dienen.

Das Gerät selber wird 2 mal im Monat verwendet und hat in Betrieb eine 
Stromaufnahme von 6mA. Es wird nach dem Betrieb (kurze Zeit) 
abgeschalten, indem der µC in "UltraPowerDownModus" fährt, und dabei 
auch noch das Display abschaltet. Damit ist der Strom ca. auf ~5nA.

Soweit so gut. Wie aber bekomme ich am effizientesten die 5V Versorgung 
für das Display her ? Ein einfacher Step-Up Converter á la P1402, dem 
ich einfach über einen Transistor die Masse weg nehme wenn das Gerät im 
"Aus-Zustand" ist, und somit der Step-Up Wandler seine Arbeit einstellt 
?

Mein Ziel ist es, den geringsten Stromverbrauch zu erhalten.

Gibt es noch eine Alternative zum Step-Up-Wandler?

LG Patrick

von Georg G. (df2au)


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Patrick E. schrieb:
> Gibt es noch eine Alternative zum Step-Up-Wandler?

Ein LCD, das mit 3.3V zufrieden ist. Beim Chinesen deines Vertrauens 
bekommst du es.

von Michael H. (dowjones)


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Hallo Patrick

Ist die Auswahl der Elemente fest vorgegeben? Klingt etwas 
zusammengewürfelt... Für einen geringen Stromverbrauch könnte man 
anstatt eines ATmega8 beispielsweise einen ATmega88PA verwenden. Den 
LiIo-Akku würde ich wohl durch eine Mignon- oder Mikrozelle ersetzen, 
dazu den StepUp-Wandler (MCP1640 oder sowas). Beim Display müsstest du 
schauen ob du nicht etwas besseres findest als 6mA@5.0V. Wenn da nicht 
gerade Videos drauf abgespielt werden sollen - für ein paar Taler 
bekommt man bei den gängigen Versendern LCDs mit 110µA@3.0V.

Patrick E. schrieb:
> Gibt es noch eine Alternative zum Step-Up-Wandler?
Naja, da gäbe es z.B. Ladungspumpen. Aber bei der gegebenen 
Aufgabenstellunge dürfte ein StepUp-Wandler überhaupt kein Problem 
darstellen, der frißt nicht viel Strom.

: Bearbeitet durch User
von Patrick E. (f4550tim)


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Georg G. schrieb:
> Patrick E. schrieb:
>> Gibt es noch eine Alternative zum Step-Up-Wandler?
>
> Ein LCD, das mit 3.3V zufrieden ist. Beim Chinesen deines Vertrauens
> bekommst du es.

Chinese des Vertrauens haha, ich könnt mich jetzt noch wegschmeißen.

Danke für die Antwort. Leider kann ich das LCD nicht ändern.

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@Michael H.

Bei dem Display habe ich mich misslich ausgedrückt. Das Display alleine 
braucht ink. Kontrastspannungsteiler ~700µA. Der Rest bis hoch auf die 
6mA ist der µC und die restliche Schaltung.

Ich werde mich nun für eine 3V Lithium "Knopfzelle" und einen 
Stepupwandler entscheiden. Bei dem Atmega88 (guter Tipp) werde ich noch 
schauen ob dieser Pin (schätze ich mal) kompatibel ist.

-> Gäbe es einen "Bei Nutzer bedanken" Button, hätte ich diesen bei dir 
jetzt gerne gedrückt.

Grüße Patrick

von spess53 (Gast)


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Hi

>Leider kann ich das LCD nicht ändern.

Aber vielleicht auch mit 3,3V betreiben. Übliche Textdisplays können 
das. Für die Kontrastspannung ist lediglich eine negative Hilfsspannung 
notwendig. Das sind aber nur ein paar 100µA.

MfG Spess

von Georg G. (df2au)


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spess53 schrieb:
> Für die Kontrastspannung

Vorsicht! Es sind neuerdings Displays im Handel ("kompatibel zum 
Industriestandard"), bei denen der Kontrast Anschluss nicht mehr intern 
beschaltet ist. Die möchten mit 5V +-0.5V betrieben werden.

von Carsten R. (kaffeetante)


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https://www.mikrocontroller.net/articles/Versorgung_aus_einer_Zelle#Step-Up-Schaltregler_.28Aufw.C3.A4rtsregler.2C_Hochsetzsteller.29

Interessant dürfte es sein einen geeigneten Step-Up für so kleine 
Leistung zu finden, bzw einen , der bei so derart geringer Last sauber 
läuft. Die Effizienz ist nebensächlich wenn der Chip über ein ON/OFF-Pin 
verfügt, da das Gerät die meiste Zeit ruht. Bei der geringen Leistung 
käme auch eine Ladungspumpe in Betracht

Interessant wäre zu wissen wie professionell es denn sein soll. Als 
Bastellösung käme eventuell in Frage eine passende zweite in Reihe zu 
schalten. Das wär allerdings etwas frickelig, da die Nennspannung bei 
Batterien bekanntlich nur eine Art Mittelwert ist und über die 
Einsatzdauer von der Realität abweicht. Je nach Hardware gibt es aber 
einen unterschiedlich großen Spielraum bezüglich des Spannungsbereiches 
den man ausschöpfen kann.

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