Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik runterregeln auf 3.3V


von Kurt (Gast)


Lesenswert?

.

Längsregler.

Er soll:
alles was > als 3.3V ist auf 3.3 (3,6)begrenzen.
Der Strom beträgt < 50 mA .
Die angelegte Spannung: 5 bis 2V.
Er soll, bei Spannungen kleiner seiner 3.3V, diese ungehindert 
durchschalten, dabei selber keinen Spannungsabfall produzieren.
Geringen Eigenverbrauch haben (Batteriebetrieb)

Gibts so eine eierlegende Wollmilchsau?


 Kurt

: Verschoben durch User
von Lukas T. (tapy)


Lesenswert?

TPS63001 ?

Das Stichwort ist Buck-Boost-Converter.

In linear geht das prinzipbedingt nicht.

: Bearbeitet durch User
von Horst (Gast)


Lesenswert?

Ja.
Leider hab ich noch nicht rausgefunden, welches IC verbaut ist:
https://de.aliexpress.com/item/2-in-1-DC-DC-StepDown-StepUp-Converter-1-8V-5V-to-3-3V-power-module/32817798545.html

1,8-5V rein, 3,3V 100mA raus, kapazitiver Gummiwandler.

von Kurt (Gast)


Lesenswert?

Lukas T. schrieb:
> TPS63001

Das lohnt sich nicht bzw. möchte ich vermeiden.
Ich brauche alle 1/4 Std für zwei Sekunden die 50 mA bei 3.3V, den Rest 
ist dieser Verbraucher ausgeschaltet.
Der übergeordnete AVR läuft mit 1.7 .. 5V.

 Kurt

von Horst (Gast)


Lesenswert?

Der LTC3240-3.3 kann das auch bis 150mA

von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

Kurt schrieb:
> Die angelegte Spannung: 5 bis 2V.

Kurt schrieb:
> Batteriebetrieb

Sag uns doch mal was das für eine Batterie ist, und warum man sich nicht 
auf 5-3,3V beschränken kann.

Merke: eine eierlegende Wollmilchsau kann alles, aber nix wirklich gut.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Kurt schrieb:
> Die angelegte Spannung: 5 bis 2V.
> Er soll, bei Spannungen kleiner seiner 3.3V, diese ungehindert
> durchschalten, dabei selber keinen Spannungsabfall produzieren.

Keinen Spannungsabfall geht nicht. Wenn so um die 50mV OK sind, nimm 
einen aktuellen LDO mit MOSFET als Regelelement.

> Geringen Eigenverbrauch haben (Batteriebetrieb)

Auch hier wäres du besser konkreter geworden. Wir wissen nicht, was du 
als "gering" ansiehst. 1mA? 100µA? 10µA?

Aber egal. Geh auf die Webseite eines Herstellers oder Ditributors 
deines Vertrauens und benutze die Suchfunktion. TI baut sowas. MCP auch. 
Und viele weitere.

von Kurt (Gast)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Kurt schrieb:
>> Die angelegte Spannung: 5 bis 2V.
>> Er soll, bei Spannungen kleiner seiner 3.3V, diese ungehindert
>> durchschalten, dabei selber keinen Spannungsabfall produzieren.
>
> Keinen Spannungsabfall geht nicht. Wenn so um die 50mV OK sind, nimm
> einen aktuellen LDO mit MOSFET als Regelelement.

Die 50 mV sind OK.


>> Geringen Eigenverbrauch haben (Batteriebetrieb)
>
> Auch hier wäres du besser konkreter geworden. Wir wissen nicht, was du
> als "gering" ansiehst. 1mA? 100µA? 10µA?

100 µA sehe ich hier als gering an.
1 mA geht auch, es werden ja (für zwei Sekunden alle Viertelstunde) ca. 
40 mA verbraten, da kommts auf das eine auch nicht an.

"einen aktuellen LDO mit MOSFET" an so einen hatte ich gedacht.

>
> Aber egal. Geh auf die Webseite eines Herstellers oder Ditributors
> deines Vertrauens und benutze die Suchfunktion. TI baut sowas. MCP auch.
> Und viele weitere.

Wenn ich weiss nach was ich zu suchen habe dann ist das kein Problem.

Denn:
Die 78er gehen nicht, sie haben zu viel Spannungsabfall, dann kamen 
"Nachfolger" die den Steuerstrom 'aufdrehten' sobald die Differenz zu 
gering wurde.
Wenn die 'neuen' das alles nicht mehr machen, nur 50 mV verlieren, dann 
habe ich mein Ziel erreicht.


 Kurt

von S. Landolt (Gast)


Lesenswert?

> 1 mA geht auch, es werden ja (für zwei Sekunden alle Viertelstunde)
> ca. 40 mA verbraten, da kommts auf das eine auch nicht an.

Das verstehe ich nicht ganz: auf die Viertelstunde gerechnet, 
entsprechen die 40 mA 160 mAs, 1 mA hingegen 900 mAs; also mir wäre das 
im Verhältnis zu viel.

von S. Landolt (Gast)


Lesenswert?

Irrtum: sind ja sogar nur 80 mAs bei den 40 mA, das 1 mA würde also mehr 
als das Elffache benötigen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Kurt schrieb:
> Axel S. schrieb:

>> Geh auf die Webseite eines Herstellers oder Ditributors
>> deines Vertrauens und benutze die Suchfunktion. TI baut sowas. MCP auch.
>> Und viele weitere.
>
> Wenn ich weiss nach was ich zu suchen habe dann ist das kein Problem.

Nach einem LDO für 3.3V mit geringem Eigenstrombedarf? Und dann das 
Datenblatt lesen, wie der sich bei U_e < U_out_nominal verhält?

> Denn:
> Die 78er gehen nicht, sie haben zu viel Spannungsabfall, dann kamen
> "Nachfolger" die den Steuerstrom 'aufdrehten' sobald die Differenz zu
> gering wurde.

78er sind keine LDO. Äpfel und Birnen. Und mit einem MOSFET als 
Regelelement gibt es kein "Steuerstrom aufdrehen". Lesen ist nur die 
halbe Miete. Ohne Mitdenken geht es nicht.

von Kurt (Gast)


Lesenswert?

Der Andere schrieb:
> Kurt schrieb:
>> Die angelegte Spannung: 5 bis 2V.
>
> Kurt schrieb:
>> Batteriebetrieb
>
> Sag uns doch mal was das für eine Batterie ist, und warum man sich nicht
> auf 5-3,3V beschränken kann.

Drei 1.5V Zellen.
Die möchte ich bis auf 2.1V auslutschen.
Das "Problem" ist der geschaltete Verbraucher, er verträgt nur max. 3.6V
Darum der LDO.  (einer der trotzdem die 2.1V noch sauber weiterreicht)


> Merke: eine eierlegende Wollmilchsau kann alles, aber nix wirklich gut.

Ist klar, ich kann auch zwei Zellen nehmen, brauche dann keinen Regler, 
aber dann schenke ich einen Teil der Batt-Ladung her.
(der geschaltete Verbraucher geht von 2.1  bis 3.6V)

Bei drei Zellen geht's runter bis 0.8V/Zelle
Bei zwei Zellen halt nur 1.05V

 Kurt

von Ach Du grüne Neune (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hier die eierlegende Wollmilchsau, hab's noch nicht ausprobiert, aber 
der Eigenstromverbrauch beträgt ca. 0,5mA. Unter 3,5 Volt fällt am 
oberen BC327 keine Spannung ab.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


Lesenswert?

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Hier die eierlegende Wollmilchsau

Ich glaube ich habe mich vertan, der untere BC327 kann am Emitter eine 
niedrigere Spannung annehmen als der Kollektor desselben und das darf 
natürlich nicht sein. Sorry, da habe ich wohl nicht richtig nachgedacht. 
:/

Soo, jetzt muss ich leider Tatort schauen.

von Kurt (Gast)


Lesenswert?

S. Landolt schrieb:
>> 1 mA geht auch, es werden ja (für zwei Sekunden alle
> Viertelstunde)
>> ca. 40 mA verbraten, da kommts auf das eine auch nicht an.
>
> Das verstehe ich nicht ganz: auf die Viertelstunde gerechnet,
> entsprechen die 40 mA 160 mAs, 1 mA hingegen 900 mAs; also mir wäre das
> im Verhältnis zu viel.

Ein AVR, er läuft von 1.7 bis 5.5V
schaltet einen Verbraucher alle 1/4 Std ein.
Dieser läuft dann 2 sek, benötigt eine Spannung zwischen 2.1 und 3.6V
Der Stromverbrauch beträgt dabei bei ca. 40 mA

Die 1mA habe ich dem Längsregler zugedacht wenn dieser es mir erlaubt 
drei Zellen, a: 1.5V zu verwenden.
Der Längsregler ist ja nur die zwei Sekunden alle 1/4 Std. aktiv, 
ansonsten wird er ja nicht versorgt.


 Kurt

von Ach Du grüne Neune (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Die Schaltung wird leider immer komplizierter, der Eigenstromverbrauch 
liegt immer noch unter 1mA. (Tatort vorzeitig beendet).

von Kurt (Gast)


Lesenswert?

Horst schrieb:
> Ja.
> Leider hab ich noch nicht rausgefunden, welches IC verbaut ist:
> https://de.aliexpress.com/item/2-in-1-DC-DC-StepDo...
>
> 1,8-5V rein, 3,3V 100mA raus, kapazitiver Gummiwandler.

Schaut gut aus.

 Kurt

von Kurt (Gast)


Lesenswert?

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Die Schaltung wird leider immer komplizierter, der
> Eigenstromverbrauch
> liegt immer noch unter 1mA. (Tatort vorzeitig beendet).

Schöne Schaltung, braucht aber Platz.

 Kurt

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Hier die eierlegende Wollmilchsau

Na, eher nicht :-/

> hab's noch nicht ausprobiert, aber der Eigenstromverbrauch beträgt
> ca. 0,5mA.

Bißchen viel. Ein p-MOSFET, der bei V_gs=-2V schon voll durchsteuert, 
etwa ein IRLML2244, wäre deutlich angemessener als der olle BC327.

> Unter 3,5 Volt fällt am oberen BC327 keine Spannung ab.

Wirklich? Wenn du einem BC327 einen Basisstrom von 140µA gibst und 50mA 
Kollektorstrom ziehst, fällt zwischen Kollektor und Emitter keine 
Spannung ab? Muß ja ein dolles Ding sein. Hier in der wirklichen Welt 
garantiert der Hersteller sogar für den Typ mit der höchsten 
Stromverstärkung (BC327-40) lediglich B~=300 bei 50mA. Macht bei 140µA 
Basisstrom gerade mal 42mA. Die geforderten 50mA, gar noch in Sättigung 
sind weit davon entfernt.

Die minimal 2V sind halt ein bißchen wenig. Ein MCP1801 würde ansonsten 
halbwegs passen. Es gibt ihn als 3.3V Version mit 25µA Eigenstrombedarf. 
Zudem hat er einen Shutdown-Pin, über den der µC die Last einfachst 
schalten könnte, mit lediglich 10nA im Shutdown. Aber: er braucht 
typisch 80mV für 30mA bei 2.0V am Eingang. Für die 50mA des TO also 
etwas um 100mV. OK, damit ist er immer noch besser als der BC327. Was 
auch wieder kein Kunststück ist.

von Daniel B. (daniel_3d)


Lesenswert?

Schau mal nach  "Voltage Tracker" z.B. TLE4250 - TLE4254.

Gruß Daniel

von Kurt (Gast)


Lesenswert?

Horst schrieb:
> Ja.
> Leider hab ich noch nicht rausgefunden, welches IC verbaut ist:
> https://de.aliexpress.com/item/2-in-1-DC-DC-StepDo...
>
> 1,8-5V rein, 3,3V 100mA raus, kapazitiver Gummiwandler.

Der schaut zwar verlockend aus, aber der Wirkungsgrad dürfte <70% sein.
Das wirft die Frage auf ob sich das letztendlich dann rechnet.

 Kurt

von Ach Du grüne Neune (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Ein p-MOSFET, der bei V_gs=-2V schon voll durchsteuert,
> etwa ein IRLML2244, wäre deutlich angemessener als der olle BC327.

Hier eine Beispielschaltung mit P-MOSFET. Selbst wenn ich den IRLM2244 
und eine andere Z-Diode einsetzen würde, damit die Schaltung auch noch 
bei 2V funzt, glaube ich nicht, dass der Eigenstromverbrauch dadurch 
weniger wird als die Schaltung mit dem 'ollen' BC327 (immer voller 
Z-Strom und Ausgangsspannungsteiler aus 10k & 22k).

Axel S. schrieb:
> Hier in der wirklichen Welt
> garantiert der Hersteller sogar für den Typ mit der höchsten
> Stromverstärkung (BC327-40) lediglich B~=300 bei 50mA. Macht bei 140µA
> Basisstrom gerade mal 42mA. Die geforderten 50mA, gar noch in Sättigung
> sind weit davon entfernt.

Ich habe die Schaltung absichtlich so hochohmig wie es geht ausgelegt, 
aber Du hast recht, man muss schon mindestens den BC327-40 einsetzen. 
Der Spannungsabfall zwischen Emitter und Kollektor sollte ca. 0,1V sein, 
aber nicht mehr.

von Fabian H. (hdr)


Lesenswert?

Zwar etwas Aufwand in Software, dafür aber fast keine zusätzlichen 
Bauteile (bis auf ein RC-Glied am Ausgang):

Kann der AVR an seinem Ausgang nicht in Abhängigkeit der 
Eingangsspannung eine PWM erzeugen, die dann mittels RC-Glied geglättet 
wird, falls die Spannung > 3.6V beträgt?!

Ich kenne deine Anwendung nicht, aber ich kann mir vorstellen, dass es 
bei einem batteriebetriebenen Gerät grundsätzlich interessant ist, auch 
die Eingangsspannung zu erfassen.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.