Hallo,
ich möchte aus einem Lipo Akku (2,5V - 4,2V) eine stabile
Ausgangsspannung von 5V erzeugen. Wichtig ist mir dabei, dass die
Schaltung möglichst günstig ist, aber auch einen geringen Ruhestrom hat.
Der Akku soll lediglich 240mAh haben und einige Monate halten. Die
Schaltung, die dahinter kommt ist die meiste Zeit im Sleep Modus und
benötigt nur einige µA. Wenn sie anspringt, werden für einige Sekunden
etwa 160 mA benötigt.
Vom Preis begeistert habe ich mir zuerst den MC34064A angesehen. Aber
verstehe ich es richtig, dass der Regler je nach Eingangsspannung immer
um die 3 mA benötiget?
(http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC34063A-D.PDF S4 unten
rechts)
Dann wurde mir klar, dass ich ja alleine durch den Spannungsteiler für
den FB Pin immer einen recht hohen Stromverbrauch haben werde.
Unter den Festspannungsreglern bin ich dann auf den TPS61222DCKT
gestoßen. Der schient einfach in der Handhabung, ist leider schon um ein
Vielfaches teurer, aber wirbt mit einem Ruhestrom von 5,5µA! Aber wie
kann das sein? Der hat ja auch einen Feedback Spannungsteiler, bloß eben
intern. Oder gelten diese 5,5µA nur, wenn er nicht enabled ist?
Der bipolare MC34063 hat einen hohen
Eigenstromverbrauch/Leerlaufstromverbrauch und ist für Batteriebetrieb
vollkommen ungeeignet.
Eigentlich gilt das für alle step up Schaltwandler, daher versorgt man
den uC oder die Elektronik die das Einschalten überwacht direkt aus dem
Akku, und schaltet die Spannungswandler für Periperie die
ungeschickterweise eine höhere Spannung benötigt nur auf bedarf ein, die
versorgen dann nur diese Schaltungsteile.
Der TPS61222 ist ein verdammt guter Regler was uA-Stromaufnahme anlangt
und extra dafür ausgelegt, als batteriebetriebener Schaltregler, er
benötigt ca. 10uA für sich selbst, auch dank hochohmigem
Spannungsteiler. Aber mit dem uC oder der Elektronik die das Einschalten
überwacht direkt am Akku spart man auch diese 10uA.
Viele Mikrocontroller nehmen es mit der Spannung nicht so genau und
funktionieren in einem weiten Bereich. Wenn man dafür die Wandlung spart
und stattdessen in etwas Pegelkonvertierung investiert, lässt sich die
komplette Peripherie vom µC abschalten und dieser schaltet sich dann
selbst zuverlässig in den tiefsten Schlafmodus. Mit einem seriellen
Protokoll braucht es dann nur einen Pegelumsetzer. Ein knuffiger
P-Kanal-MOSFETs als High-Side und damit alle Extras unter Strom setzen
(inkl. Pegelumsetzer). Gibt es mittlerweile ausreichend Typen in SOT23
mit Threshold-Spannungen von 500mV, schalten auch bei 2.xV mit <50mOhm
durch.
Andernfalls wird es schwierig, die verfügbare Restleistung diesseits des
Reglers festzustellen, um jenseits wieder einzuschalten und nachzuladen.
Sonst ein Step-up mit eingebautem automatischen Sparmodus.
Spannungsteiler insgesamt Richtung 1MOhm.
Der MCP1640 / MCP1640C zum Beispiel zieht 19µA im
PFM-Sparmodus/Quiescent. (Habe ich zwar da, aber noch nicht aufgebaut
und verifiziert.)
Der TPS61070 ist ähnlich, liefert jedoch eigentlich maximal 200mA laut
Datenblatt - das müsste man mal testen, ob das klappt.
Ein wenig mehr im Idle verbauchen billigere ICs aus China - alle recht
gleich, SX1308, TD8208, SDB628, 100-200µA Quiescent current.
Dirk K. schrieb:> Spannungsteiler insgesamt Richtung 1MOhm.
Super Idee. Es hat schon seinen Grund, warum der
hochohmige Spannungsteiler mit eingebaut ist.
Hmm, kommt drauf an, was man unter günstig versteht.
Diese hier brauchen zumindest mal sehr wenig Strom und eignen sich
hervorragend für Batteriebetrieb:
MCP16251TLV61220
Der Microchip ist billiger, der TI besser.
Mit beiden kommt man auf 1,5€, inklusive aller Bauteile.
Der Stromverbrauch ist bei beiden extrem gut, da kommt man auf <5µA im
Betrieb ohne Last. D.h. Stromsparmodi sind mit diesen unnötig - solange
du keine Last dran hast, bleibt die Batterie voll.
Auch gut ist der Flächenverbrauch auf dem Board.
Danke für die ganzen Antworten! So wie ich es sehe, habe ich also zwei
Möglichkeiten. Entweder ich wähle einen einfachen Chip für um die 30
Cent und lege ihn die meiste Zeit schlafen oder ich wähle einen für 70
Cent und kann ihn durchgehend betreiben. Werde mir das nochmal durch den
Kopf gehen lassen.
