Hallo zusammen,
Vorweg: JA, ich habe die Suche benutzt, zahlreiche "fast" brauchbare
Threads gefunden (der noch hilfreichste war dieser:
Beitrag "Linearer Spannungsregler mit Unterspannungsabschaltung"), aber leider keine konkrete
Lösung.
Ich suche für ein Projekt einen linearen Spannungsregler, der mir die
4.2 bis knapp über 3.3 Volt eines LiPo auf 3.3V herunterregelt.
Betrieben wird dahinter ein Datenlogger mit Funk, dass heißt Ruhestrom
ca. 50mA (ja, leider etwas gefräßig in Ruhe), alle ca. 10 Sekunden
kurzzeitig 500mA (Senden auf 869 MHz).
Ich möchte das Ding bei vorher geladenem Akku einfach so lange laufen
lassen wie möglich, sprich bis der Akku die nötige Spannung nicht mehr
liefert (3.3V, vielleicht noch 3.2V, darunter steigt der Logger aus).
Dann aber soll eine hier ebenfalls gesuchte Intelligenz den Verbraucher
von der Batterie trennen, um die Batterie zu schützen.
Da der Funk-Anteil eine "saubere" Spannung wünscht, möchte ich möglichst
keinen Schaltregler verwenden. Meiner Meinung nach ist die Nutzung des
Akkus von 4.2 bis 3.3V auch ausreichend, darunter dürfte kaum noch
nennenswert Kapazität zu holen sein (und ich schone den Akku ein
bisschen). Kommt mir bitte auch (in diesem konkreten Fall) nicht mit
maßlos schlechtem Wirkungsgrad von Linearreglern:
* bei Akku-voll (~4.15V) auf 3.3V bin ich bei ~80% (abzgl. Verlust des
Reglers natürlich, dürfte aber immer noch > 70% sein)
* bei Regelung Akku-fast-alle (3.5V) auf 3.3V erreiche ich theoretisch
schon 94%. Einen LDO mit 0.2V halte ich für realistisch (TS2940 habe ich
im Einsatz)
Wenn ich das richtig sehe, habe ich also zwei Optionen:
a) Spannungsregler mit interner Unterspannungs-Erkennung und
-Abschaltung (einstellbar oder fix)
b) Spannungsregler mit Enable-Pin und externem Supervisor (MAX6326,
MCP100 o.ä. - einstellbar oder fix)
In beiden Fällen möge der Spannungsregler eine möglichst geringe Dropout
haben, damit ich den Akku bis zu den ~3.3V maximal auslutschen kann.
Dazu sagen sollte ich wohl auch noch, dass ich große SMD-Teile löten
kann, Fliegendreck und noch kleiner bitte nicht...
Habt ihr Vorschläge für konkrete Teilenummern zur Lösung nach (a) oder
(b)?
Vielen Dank im Vorraus,
Lukas
Lukas S. schrieb:> Ich suche für ein Projekt einen linearen Spannungsregler, der mir die> 4.2 bis knapp über 3.3 Volt eines LiPo auf 3.3V herunterregelt.
Du wirst wohl kaum einen linearen Spannung finden, der mit 0V Drop
auskommt.
Genau das ist mit Schaltreglern gut machbar.
Ich weiß auch nicht, warum Sie meinen, Ihr Funk-Modul
würde gestört werden, wenn Sie einen Schaltregler einsetzen.
Ich mache normalerweise leider ein Stepup/StepDown bei sehr geringen
Strömen bei großer Laufzeit.
Habe aber noch das hier gefunden.. wäre halt dirty aber durch das
Datenblatt vielleicht ein Hinweis auf den richtigen IC, dort ist ein
Wirkungsgrad Chart.
http://www.pololu.com/product/2122/pictures
EDIT: Bei einem vernünftigen Protect Circuit vor dem Lipo ist die
unterspannung sowieso dabei.
Wenn du den Akku so weit auslutschen willst, daß sogar die nominale
Ausgangsspannung des LDO unterschritten wird, dann kannst du die
Unterspannungsabschaltung auch nach den LDO setzen. Ich würde das
gleich mit dem µC machen.
Das größere Problem sehe ich in dem sehr unterschiedlichen Strombedarf
zwischen "senden" und "nicht senden". Denn dann wird die Spannung immer
dann einbrechen wenn gerade begonnen wird zu senden. Das wird dann
abgebrochen (abgewürgt) und die Spannung steigt wieder.
Deine Unterspannungerkennung braucht also eine große Hysterese oder gar
eine Selbsthaltung.
Ansonsten ist LDO bei 3.3V Systemspannung und einer einzelnen LiPo-Zelle
die richtige Wahl. Noch ne Überlegung: kannst du den Sender vielleicht
direkt aus der LiPo Zelle versorgen? Das gibt besseren Wirkungsgrad. Und
du hast mehr Auswahl beim LDO, weil der dann keine 500mA mehr schaffen
muß.
XL
Axel Schwenke schrieb:> Das größere Problem sehe ich in dem sehr unterschiedlichen Strombedarf> zwischen "senden" und "nicht senden". Denn dann wird die Spannung immer> dann einbrechen wenn gerade begonnen wird zu senden. Das wird dann> abgebrochen (abgewürgt) und die Spannung steigt wieder.> Deine Unterspannungerkennung braucht also eine große Hysterese oder gar> eine Selbsthaltung.
top, das sehe ich auch so, es hat keinen Sinn das Senden anzufangen wenn
ich es mit der Restkapazität nicht schaffe, also einen Controller
einsetzten der kurz mal eine Last anschaltet, die Spannung misst und
entscheidet schaffe ich das Senden noch oder sollte ich gleich
abschalten.
Lukas S. schrieb:> Ich möchte das Ding bei vorher geladenem Akku einfach so lange laufen> lassen wie möglich, sprich bis der Akku die nötige Spannung nicht mehr> liefert (3.3V, vielleicht noch 3.2V, darunter steigt der Logger aus).> Dann aber soll eine hier ebenfalls gesuchte Intelligenz den Verbraucher> von der Batterie trennen, um die Batterie zu schützen.
Schau Dir mal das hier an:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/11184d.pdf
Allen, die bisher geschrieben haben, ein großes Dankeschön. Nicht alle
Beiträge waren hilfreich (gell, Wolfgang... ein LDO mit 0V war nie
gefordert!), aber ein paar gute Tipps gab es doch. Ich fasse mal ein
paar Punkte zusammen:
* Mir ist bekannt, dass es "Schaltregler-Fanatiker" gibt, die alle
Nutzer von Linearregler bekehren wollen. Beim besten Willen vermag ich
aber nicht zu erkennen, wie ein Schaltregler in diesem konkreten Fall
besser wäre - bei durchschnittlich knapp über 50mA Strom, sehr knappem
Abstand Vin/Vout, und der Anforderung einer möglichst ripplefreien Vout.
Aber gut, jedem seinen Glauben...
* Die parametrische Suche einige LDO-Hersteller bietet leider keine
explizite Suche nach einem EN- oder SHDN-Pin. Aber immerhin, TI scheint
das zu haben. Danke also an Öletronika.
* Philipp, danke für den Hinweis auf die Pololus, aber das sind alles
Schaltregler und die verwendeten ICs daher auch nicht hier hilfreich.
* Erich, du gewinnst den virtuellen Blumenstrauß, der MIC5319 klingt
wirklich schon vielversprechend! Immerhin auch als SOT-23, das traue ich
mir zu :)
* Axel, gute Idee, den Sender direkt aus der LiPo zu betreiben, aber
leider sagt das Datenblatt unter "Absolute maximum ratings" 3.0 bis 3.8
Volt. Da wird ihm ein wirklich voll geladener LiPo nicht gefallen. Den
Tipp mit der großzügigen Hysterese aber nehme ich auf jeden Fall auf.
* Joachim, mit ausreichender Hysterese spare ich mir dann auch den
Last-vor-Senden-Test: wenn die Sendung zum Abwürgen und Unterschreiten
der nötigen Spannung führt, dann ist das OK für mich. Eine letzte
"Müll-Sendung" vor Funk-Brownout kann ich verkraften (die Paketen haben
einen CRC zur Prüfung).
* Bülent, nichts für ungut, aber die MCP100-Serie hatte ich ja bereits
gefunden.
FAZIT bisher: ein konkreter möglicher LDO (MIC5319). Gerne nehme ich
Tipps für weitere Kandidaten entgegen!
Wow, Philipp, da hast du einen guten Fang gemacht! Allerdings wird die
variable Variante, die einen Enable-Pin hat, bei Mouser und DigiKey als
Auslaufmodell geführt. Vorteil: bei Digi ist er halbwegs günstig zu
bekommen.
Ich habe heute nochmal mehrere Stunden mit parametrischen Suchen und der
Mouser-Suche nach ULDOs verbracht und vermelde nun folgende Liste an in
Frage kommenden LDOs:
-------
Suche: Ultra-LDOs mit Enable oder Shutdown pin, U.out=3.3V,
I.max >= 500mA, "mehr oder weniger von Hand lötbar".
(Preise für 10 Stück, Oktober 2014, von Mouser und DigiKey)
ST LD39300: U.in<6.0V, I.max=3000mA, U.dropout=40mV@600mA, I.q=1mA,
PPAK-5, Mouser:N.A.!/Digi:1.05
ST LD39150: U.in<6.0V, I.max=1500mA, U.dropout=80mV@600mA, I.q=1mA,
PPAK-5, Mouser:1.19/Digi:1.43
Microchip MCP1726: U.in<6.0V, I.max=1000mA, U.dropout~=115mV@500mA,
I.q=140uA, SOIC-8, Mouser:0.56/Digi:0.59
TI TPS79533: U.in<5.5V, I.max=500mA, U.dropout=105mV@500mA, I.q=265uA,
SOT-223, Mouser:2.15/Digi:2.25
TI LP3871/3874: U.in<7.0V, I.max=800mA, U.dropout~=150mV@500mA, I.q=6mA,
TO-220 + TO-263, Mouser:2.06/Digi:2.16
Micrel MIC5319: U.in<5.5V, I.max=500mA, U.dropout=200mV@500mA, I.q=90uA,
TSOT-23, Mouser:1.90/Digi:2.23
-------
Nun bin ich also hin- und hergerissen zwischen...
* dem LD39300, der einen wirklich sehr geringen dropout hat, dafür aber
relativ hohen quiscient current und auch nicht ganz billig,
* dem MCP1726, mit etwa dreimal so hohem dropout, dafür deutlich
geringerem Iq - und auch nur halb so teuer.
(die weiteren drei sind zwar brauchbar, aber mindestens ein Parameter
fällt immer aus dem Rahmen).
Jetzt kann ich also nach einem passenden Supervisor suchen!
Bülent C. schrieb:> Lukas S. schrieb:>> Ich möchte das Ding bei vorher geladenem Akku einfach so lange laufen>> lassen wie möglich, sprich bis der Akku die nötige Spannung nicht mehr>> liefert (3.3V, vielleicht noch 3.2V, darunter steigt der Logger aus).>> Dann aber soll eine hier ebenfalls gesuchte Intelligenz den Verbraucher>> von der Batterie trennen, um die Batterie zu schützen.>> Schau Dir mal das hier an:> http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/11184d.pdfLukas S. schrieb:> * Bülent, nichts für ungut, aber die MCP100-Serie hatte ich ja bereits> gefunden.
???????????
Der MCP120/130 ist kein LDO sondern ein Supervisor.
The Microchip Technology Inc. MCP120/130 is a volt-
age supervisory device designed to keep a microcon-
troller in reset until the system voltage has reached the
proper level and stabilized. It also operates as protec-
tion from brown-out conditions when the supply voltage
drops below a safe operating level.
Bülent,
> Lukas S. schrieb:>> * Bülent, nichts für ungut, aber die MCP100-Serie hatte ich ja bereits>> gefunden.>> ???????????> Der MCP120/130 ist kein LDO sondern ein Supervisor.
Das ist mir doch schon vollkommen klar. Deswegen schrieb ich bereits im
Eröffnungs-Post dieses Threads unter Option (b): "Spannungsregler mit
Enable-Pin und externem Supervisor (MAX6326, MCP100 o.ä. - einstellbar
oder fix)". MCP100 ist ungefähr gleich MCP120 (push-pull oder open
drain, Prinzip aber gleich). Ich suchte in diesem Thread also keine
Supervisor, sondern LDOs mit Enable- oder Shutdown-Pin.
