Hi,
ich suche für ein Projekt einen Buck/Boost Wandler mit dem ich die
Spannung einer Li-Ion Zelle im Bereich von 3-4,2V auf eine
Ausgangsspannung von 3,3V bringen kann. Last wäre 400mA. Das ganze
natürlich einigermassen effizient. :-)
Von Ti habe ich mir den TPS63060 schon angesehen, klingt soweit ganz
gut, aber ist schwer zu beschaffen als Privatperson und als MSOP (kann
man das noch vor Hand löten?). Der LTC3440 ist soweit auch interessant
aber hat das gleiche Problem der Beschaffung (aber hat wenigstens noch
nen Gehäuse das "Füsse" hat.
Hat jemand einen Bauteilvorschlag was ich da nehmen könnte?
Unter 3V wird die Eingangsspannung nicht langsam abfallen, da die
Schutzschaltung der Li-Ion Zelle dann hart abschaltet. Ohne Ladevorgang
gibt die Schutzschaltung dann keinen Strom mehr her. :-)
Grüße
Roland
Dafür kann ich Dir den TPS 63020 empfehlen.
Damit gibt es fertige Lösungen aus dem Bereich e-Zigarette:
https://www.fasttech.com/products/3023/10010021/1876300
Für ein Projekt hab ich mal die Steuerung demontiert
und nur die Buck-Boost-Schaltung benutzt.
Diese liefert bei 3,3V Ausgang über 2A Laststrom.
Eine einfache, kleine und kostengünstige Sache.
Ich finde die Buck-Boost Konzepte auch gut, insbesondere ist auch der
erwähnte TPS empfehlenswert. Allerdings sollte man anhand der Ladekurve
für die jeweilige Anwendung prüfen, ob sich nicht evtl. auch ein
low-drop Linearregler eignet. Die Spannung eines LiIon fällt recht
schnell auf ein Niveau von 3,6..3,7V ab und erst während der letzten
paar Prozent auf unter 3,3V. Ein low-drop Regler mit 0,1V Abfall würde
also bis 3,4V runter funktionieren. Die Spannung am Akku sollte man dann
überwachen.
Wenn ich das gerade richtig überschlage, verliert man bei 0,4A Last
durchschnittlich 150mW am Regler. Ob der Buck-Boost das deutlich besser
kann würde ich kritisch prüfen.
Ergänzung: Noch besser geht es, wenn der betriebene uC und Peripherie
auch unter 3,3V klarkommt, also von theoretisch 2,9..3,3V. Selbst bei
Analogmessungen ist die Ref ja häufig 2,5V, so dass auch das kein
Problem darstellt. Einzig LEDs würden kaum auffallend einen Tick dunkler
werden in den letzten paar Minuten des Akkus.
Bei 1-2mA Last (wie bei mir) ist ein LDO wie der XC6206 sicherlich eine
sehr gute Wahl, bei 400mA würde ich auch auf Buck-Boost setzen. Das
Datenblatt vom LTC3440 liest sich sehr gut dafür.
MSOP löten ist etwas biestig, ich biege dafür alternierend die Pins nach
oben und arbeite dreidimensional, siehe Foto ;)
Dirk K. schrieb:> Bei 1-2mA Last (wie bei mir) ist ein LDO wie der XC6206 sicherlich eine> sehr gute Wahl, bei 400mA würde ich auch auf Buck-Boost setzen. Das> Datenblatt vom LTC3440 liest sich sehr gut dafür.
Der LTC3440 hat einen Wirkungsgrad von 85 - 90 % bei 400 mA. Der
Linearregler hat zwischen 3,3 V / 4,0 V = 83 % und 3,3 V / 3,3 V = 100
%. Natürlich geht davon noch der Eigenstromverbrauch ab.
Die Spannung eines LiIon-Akkus ist beim entladen zwischen 4,0 V und 3,0
Volt. Viel tiefer sollte man nicht gehen um den Akku zu schonen.
Zwischen 3,3 Volt und 3,0 Volt sind nur etwa 3 % der Ladungsmenge des
Akkus, die verliert man beim Linearregler natürlich.
Insgesamt ist trotzdem der Linearregler besser.
Der TPS63020 hat allerdings weit über 90% Wirkungsgrad, über den
gesamten
vorgegebenen Arbeitsbereich. Mein Vorschlag zielte aber eher auf die
praktische Seite, eine (fast) fertige Platine ohne diesen kleinen Chip
selbst verlöten zu müssen. Und auf die kleine Gesamtbauform.
Die Lösung mit der fertigen Platine gefällt, schicke Lösung für
Probeaufbauten.
Allerings sei noch angemerkt, dass die von Alexander angegebenen
"schlechten" 83% für 4V gelten. Die 4V liegen nur sehr kurz am Anfang
der Entladung vor, in der überwiegenden Zeit hat man es mit 3,6..3,8V zu
tun. Da ist der Wirkungsgrad schon sehr nahe am TPS, wobei man diese
theoretische(!) Angabe aus dem Datenblatt noch an der konkreten
Schaltung testen muss.
Bei deinem Konzept mit Buck-Boosst gibt es zwei dicke Pferdefüsse, die
sich nur schwierig beheben lassen werden.
1. Ein solcher Regler brauch auch im Leerlauf schon kräftig Strom. Du
wirst also einen Schalter brauchen, der deine Schaltung physikalisch vom
Akku trennt. Vergiss ein einziges mal das Ausschalten, dann ist der Akku
hinüber (wnenn er keine Schutzschaltung hat).
2. Viele Buck-Boost haben Probleme im Übergang von Buck->Boost und
umgekehrt. Genau in diesem Bereich betreibst du ihn aber.
Meiner Meinung nach bist du mit einem guten LDO besser bedient, vor
allem wegen dem ersten Problem. Ich vermute sogar, dass mit dem LDO die
Akkulaufzeit höher ausfallen wird. Billiger ist er auch noch.
Eine andere Lösung wäre eine geregelte Charge-Pump, Microchip hat
solche.
Achte beim LDO auf den Eigenverbrauch (quiscent-current). Texas hat ein
paar, die begnügen sich mit 2µA.
Für 400mA Last brauchst du kräftigere LDOs - da ist bei den Modellen,
die ich so da habe, 100-200µA Quiescent Current normal. Ist ein blöder
Lastbereich, in dem die Buck-Boost-Schaltregler effizienter sein
dürften.
WehOhWeh schrieb:> Bei deinem Konzept mit Buck-Boosst gibt es zwei dicke Pferdefüsse, die> sich nur schwierig beheben lassen werden.>> 1. Ein solcher Regler brauch auch im Leerlauf schon kräftig Strom. Du> wirst also einen Schalter brauchen, der deine Schaltung physikalisch vom> Akku trennt. Vergiss ein einziges mal das Ausschalten, dann ist der Akku> hinüber (wnenn er keine Schutzschaltung hat).>> 2. Viele Buck-Boost haben Probleme im Übergang von Buck->Boost und> umgekehrt. Genau in diesem Bereich betreibst du ihn aber.
Leerlaufstrom laut Datenblatt: typ.25µA, max.50µA
Shotdown (Enable Aus): typ.0,1µA, max.1µA.
Ich hab noch keinen entleerten Akku gehabt.
Die Kennlinien im Datenblatt zeigen keine Schwankungen, nur oberhalb
oder unterhalb der Akku-Nennspannung.
WehOhWeh schrieb:> Bei deinem Konzept mit Buck-Boosst gibt es zwei dicke Pferdefüsse, die> sich nur schwierig beheben lassen werden.>> 1. Ein solcher Regler brauch auch im Leerlauf schon kräftig Strom. Du> wirst also einen Schalter brauchen, der deine Schaltung physikalisch vom> Akku trennt. Vergiss ein einziges mal das Ausschalten, dann ist der Akku> hinüber (wnenn er keine Schutzschaltung hat).
Danke für die vielen Tips,
Die Schaltung ist immer in Betrieb, es ist kein Schalter vorgesehen
welcher von "aussen" Bedienbar wäre. Eine unkontrollierte Abschaltung
der Elektronik wäre sehr kontraproduktiv in meinem Anwendungsfall
(Datenübertragung). Die Abschaltung wird über eine Steckbrücke auf dem
PCB gemacht. Oder je nach Schaltregler über den Enable-Pin, sofern der
einen hat. :-)
Dem Akkupack habe ich natürlich eine Schutzschaltung verpasst
(Überstrom, Überladen, Tiefentladen usw). Chips dafür gibts ja genug und
bei doch recht teuren Lithium Akkus macht diese Investition Sinn damit
der Akku nicht gleich zerstört.
Leider habe ich immer noch das Problem der Beschaffung eines passenden
Buck-Boost Reglers. Da ich als Privatperson leider nicht auf alle
Quellen zugriff habe. Hat jemand einen geeigneten Reglertyp der
beschaffbar ist? Wenn möglich im Lötfreundlichen Gehäuse (also mit
"Füssen").
Grüße
Roland
Die verlustleistung. In dem gehäuse wirds schon warm genug
durchsonnenstrahlung da das draussen an einer fassade hängt. Und den
akku will ich bis 3 volt runter nutzen was mit linearreglern ja nicht
geht...
Wenn man das Potential des Akkus frei wählen kann, könnte man auch einen
invertierenden Schaltregler einsetzen. Da hat man dann das Buck-Boost
Problem nicht.
MfG Klaus
klaus,
daran dachte ich auch schon, aber dann kann ich kein Monitoring der
Akkuspannung mehr betreiben da die Masse verschieden ist. Der
Wirkungsgrad der Invertierenden Regler ist leider auch nicht so toll..
Nachtrag:
ich habe mich nun für den LTC3440 entschieden. Den gibts sogar bei
Reichelt. Zugegeben der Chip ist nicht ganz billig mit fast 4 Euro, aber
für die gebotene Funktionalität finde ich ist das nicht zu viel Kohle.
Das Ding wird jetzt gleich bestellt...
