Hallo zusammen ich bin dabei ein batteriebetriebenes Gerät zu machen. Die Batteriespannung beträgt 3,6V. Meine Komponenten auf dem Board (Processor, Opamps, usw) können alle (mindestens) mit Spannungen zwischen 1,8 und 3,6 Volt arbeiten. Nun haben wir eine Diskussion darüber, ob man um weniger Strom zu verbrauchen, die Speisungsspannung für die Komponenten über einen Regler auf 1,8 Volt herabsetzen sollte oder nicht, ein Kollege setzt den MCP1703 ein. Die Frage bezieht sich ausschliesslich aus energetischer Sicht, keine Schutz oder andere Funktionen. 1. Wenn ich mir z.B. das Datenblatt meines Prozessors anschaue (MKL46) braucht der bei 3,6V 6.0 mA, bei 1,8V 6.3 mA. Da würde sich das schon lohnen, allerdings nur wenn man einen geschalteten Regler einsetzt und nicht einen Linearregler. Oder sehe ich das falsch? 2. Macht es aus Sicht des Energieverbrauches Sinn die Spannung auf 1,8V runterzuregeln, oder hat man besser dabei alle Komponente direkt auf Batteriespannung zu hängen? (Schutz brauchts dann klar, wenn die Batterie mehr als 3,6V hat, aber das ist eine andere Geschichte) Ich hoffe ihr könnt mir da weiterhelfen. Schönen Gruss Dorian
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Dorian H. schrieb: > 1. Wenn ich mir z.B. das Datenblatt meines Prozessors anschaue (MKL46) > braucht der bei 3,6V 6.0 mA, bei 1,8V 6.3 mA. Da würde sich das schon > lohnen, ... Das ist meistens so. > 2. Macht es aus Sicht des Energieverbrauches Sinn die Spannung auf 1,8V > runterzuregeln, oder hat man besser dabei alle Komponente direkt auf > Batteriespannung zu hängen? Das musst du schon selbst ausrechnen. Wenn der Mikrocontroller (der MKL ist kein Prozessor) die meiste Zeit schläft, ist es wahrscheinlich besser auf den Regler zu verzichten. Aber so eine Rechnung ist nicht gerade nebenbei erledigt und erfordert das Wissen um Viele Randbedienungen.
Dorian H. schrieb: > Die Batteriespannung beträgt 3,6V. > Meine Komponenten auf dem Board (Processor, Opamps, usw) können alle > (mindestens) mit Spannungen zwischen 1,8 und 3,6 Volt arbeiten. > Nun haben wir eine Diskussion darüber, ob man um weniger Strom zu > verbrauchen, die Speisungsspannung für die Komponenten über einen Regler > auf 1,8 Volt herabsetzen sollte oder nicht > 1. Wenn ich mir z.B. das Datenblatt meines Prozessors anschaue (MKL46) > braucht der bei 3,6V 6.0 mA, bei 1,8V 6.3 mA. Da würde sich das schon > lohnen, allerdings nur wenn man einen geschalteten Regler einsetzt und > nicht einen Linearregler. Im Prinzip richtig. Allerdings kommt speziell bei µC ein weiterer Punkt hinzu: einen µC betreibt man typisch die meiste Zeit in irgendeinem Sleep-Mode und läßt ihn nur dann aufwachen (und Strom verbrauchen) wenn es etwas zu tun gibt. Nun kann ein µC bei 3.6V aber meist schneller laufen als bei 1.8V - heißt er ist auch schneller fertig und kann dann länger schlafen. Deswegen ist es oft (aber nicht immer) energetisch günstiger den µC bei voller Spannung und vollem Speed laufen zu lassen und ihn dafür dann längere Zeit schlafen zu lassen. > 2. Macht es aus Sicht des Energieverbrauches Sinn die Spannung auf 1,8V > runterzuregeln, oder hat man besser dabei alle Komponente direkt auf > Batteriespannung zu hängen? Das hängt von vielen Faktoren ab. Nicht zuletzt braucht ein Spannungsregler selber ja auch Energie. Und vielleicht ist ja auch der Regler mit seiner Dropspannung das Hemmnis, die Batterien bis auf den letzten Rest leer zu machen.
In vielen Fällen steht hinter der Versorgungsspannung noch wie's mit der maximalen Tick-Tack aussieht. Oft aber gilt die Regel: Mehr Spannung, mehr Strom. Also Deine Rechnung stimmt nur, wenn Du den "nackten" Prozessor betrachtest.
Bei getakteten CMOS Schaltungen wie µCs ist der Stromverbraucht oft etwa proportional zum Takt und der Spannung. Weniger Spannung hilft da also schon. Im Idealfall also etwa der halbe Stromverbrauch bei 1,8 V gegen 3,6 V. Die höhere geschwindigkeit bei höherer Spannung ist eigentlich nur ein Argument, wenn auch noch analoge Teile mit versorgt werden müssen - da hat man aber oft feste Wartezeiten bis es sich stabiliisert. Ein Ausnahmen gibt es ggf. bei ICs die bei kleiner Spannung intern eine höhere Spannung erzeugen um etwa Flash speicher zu schreiben - da wird es dann mit mehr Spannung ggf. effizienter. Bei analogen Teilen hängt es von den Typen ab - es kann sparen die Spannung zu reduzieren muss es aber nicht. Einsparungen ergeben sich ggf. durch ein engere auslegung von Spannungsteilern bei geregelter Spannung.
Hallo Zusammen vielen Dank für eure schnellen und ausführlichen Antworten, wodurch mir einiges klarer geworden ist. Es bestätigt zudem meine Vermutung, das man nicht pauschal sagen kann dass es besser ist die Spannung runterzuregeln. Wie ihr geschrieben habt hängt es sehr von den jeweiligen Komponenten und Konfigurationen ab, deshalb werd ich jetzt mal ne genauere Berechnung machen um dann zu entscheiden. Schöne Grüße Dorian
Der zusätzliche Regler sollte die Ersparnis nicht wieder selber verbrauchen. Dorian H. schrieb: > 1. Wenn ich mir z.B. das Datenblatt meines Prozessors anschaue (MKL46) > braucht der bei 3,6V 6.0 mA, bei 1,8V 6.3 mA. Das ist ungewöhnlich, er sollte bei 1,8V weniger Strom brauchen. OPVs sind bei 1,8V deutlich schlechter, da kaum Aussteuerbereich bzw. R2R nötig. Kommt also auf die Anforderungen an. Für Präzisionsanwendungen nimmt man immer noch +/-15V für die OPVs.
Das wollte ich auch schreiben, für digital und langsam kann man sicher runtergehen, aber analoge Schaltungen sind abhängig von der angelegten Versorgungsspannung, die meisten OpAmp Datenblätter haben auch verschiedene Angaben für die verschiedenen Versorgungsspannungen, also einfach "blind" die Spannung herabsetzen, spart Strom, gleichzeitig funktioniert aber serh wahrscheinlich das Gesamtkonzept nicht mehr wirklich oder deutlich ungenauer, etc pp.
Peter D. schrieb: > Für Präzisionsanwendungen nimmt man immer noch +/-15V für die OPVs. Auch bei batteriebetriebenen Geräten?
Dorian H. schrieb: > Peter D. schrieb: > >> Für Präzisionsanwendungen nimmt man immer noch +/-15V für die OPVs. > > Auch bei batteriebetriebenen Geräten? Kommt drauf an. Woran denkst du?
Peter D. schrieb: > Für Präzisionsanwendungen nimmt man immer noch +/-15V für die OPVs. Na das wird aber bei einem Präzisions-OPV wie z.B. dem OPA380 ganz schön eng. ;):D
Marian B. schrieb: > Dorian H. schrieb: >> Peter D. schrieb: >> >>> Für Präzisionsanwendungen nimmt man immer noch +/-15V für die OPVs. >> >> Auch bei batteriebetriebenen Geräten? > > Kommt drauf an. Woran denkst du? Ob sich das lohnt die Spannung mit einem Schaltregler hochzusetzen um mit einem +/- 15V OPV zu arbeiten, anstatt einen (wie Michael schreibt) Präzisions-OPV im kleineren Spannungsbereich zu arbeiten. Die Schaltregler bringen ja auch noch ihre schönen Effekte mit rein. Die Projekte bei uns laufen alle mit OPVs im kleinen Spannungsbereich, deshalb fragte ich wegen den +/-15V OPVs nach, um diese Möglichkeit nicht auszuschliessen.
Dorian H. schrieb: > Die Projekte bei uns laufen alle mit OPVs im kleinen Spannungsbereich, Wichtig ist, ob die Anforderungen erfüllt werden können. Bei 20Vss Spannungshub ist vieles unkritischer (Schaltung, Layout), als bei nur 1Vss. Bei R2R-OPVs habe ich immer das Problem, daß man nicht bis 0V bzw. 5V messen kann, sondern nur ~50mV weniger. Man muß dann z.B. eine Offsetspannung addieren und die muß auch hoch konstant sein. Überschreitet die Eingangsspannung die Versorgungsspannung, haben R2Rs auch eine Phasendrehung, wenn nicht im Datenblatt steht: "No Phase Reversal on the Output for Over–driven Input Signals". Auch haben R2R-OPVs immer eine Unstetigkeit im Übernahmepunkt der pnp-Stufe (negative Rail) zur npn-Stufe (positive Rail). Für +/-15V spricht daher die einfachere Schaltung, bessere Parameter, günstigere Bauteile, unkritischeres Layout.
Michael K. schrieb: > Peter D. schrieb: >> Für Präzisionsanwendungen nimmt man immer noch +/-15V für die OPVs. > > Na das wird aber bei einem Präzisions-OPV wie z.B. dem OPA380 ganz schön > eng. ;):D Oder 15V für meine AD8628 - hab ich wohl Mist gekauft. :D
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