Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Buck-Boost Converter gesucht


von Stefan M. (stefan_m744)


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Guten Tag!

Ich nenne erstens mal meine Anwendung und zwar möchte ich mit einer 
LiPo-Batterie 2500mAh einen STM32F411 und ein GSM Modul Sim800 und ein 
OLED Display versorgen. Dabei zieht das OLED-Display max um die 45mA und 
wird mit 5V versorgt und der STM32F411 würde grob geschätzt auch nicht 
mehr als 200mA ziehen. Jedoch beim GSM Modul, dieses wird mit 4V 
versorgt und kann Spitzenströme von bis zu 2A ziehen.

Daher war meine Idee an die Batterie zwei Buck-Boost Converter 
anzuhängen einmal einer eingestellt für 5V und einer für 4V mit den 
jeweiligen geschätzten Strömen.

Glaubt ihr kann das so funktionieren? Kennt ihr evtl. gute und einfache 
Buck-Boost Converter die auch noch Simulationsmodelle hätten?

Danke im Voraus!

von K. S. (the_yrr)


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Warum einen Buck-Boost? Das GSM modul nimmt 3.4 bis 4.4 V, da reicht ein 
einfacher boost. Für die 5V sowieso. Da der STM aber mit 3.3V laufen 
wird, ist da doch bestimmt noch ein LDO vorhanden? Wenn also 4.4V für 
das für das OLED reichen, genügt ein einziger boost.

Wenn du zwei Zellen in Reihe hast, dementsprechend ein einziger Buck 
Regler.

Wenn der Massebezug zum Akku nicht wichtig ist, kannst du auch einen 
invertierenden Wandler bauen.

Stefan M. schrieb:
> Kennt ihr evtl. gute und einfache
> Buck-Boost Converter die auch noch Simulationsmodelle hätten?
Was kannst du denn noch löten und wo willst du das Teil kaufen? Ich 
empfehle die parametrische Suche bei dem Distributor deiner Wahl.

Guck mal hier für den Anfang, nur löten möchte ich das meiste davon 
nicht.
https://www.mouser.de/Semiconductors/Integrated-Circuits-ICs/Power-Management-ICs/Voltage-Regulators-Voltage-Controllers/Switching-Voltage-Regulators/_/N-6j76fZ1yzvvqx?P=1y9epa6Z1y98pivZ1yb8t1qZ1yvik3mZ1yxwtg1Z1y7e3u5

von Stefan M. (stefan_m744)


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Stimmt da gebe ich dir Recht, ich habe das viel kompliziert bedacht...
Danke dir erstmal!

Ein einziger Boost auf 5V würd reiche, da ich dass STM32F411-Discovery 
Board benutze, werden die 5V direkt aufs Board Disco-Board gehen.
Dann könnte ich einen LDO für 4V für das GSM Modul nehmen und entweder 
das OLED Display an den LDO für 4V anschließen oder einen zusätzlichen 
für 3,3V.

Klingt das so besser evtl?




Und danke dir für die Seite! Da gibts reichlich Auswahl :)!

von A. S. (rava)


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2W Verlustleistung von 5V für das GSM musst du dir überlegen.
Kannst auch recherchieren, ob das STM board mit 4.3-4.4V läuft.
Für manche discoveries findet man Schaltpläne. Für deines vielleicht 
auch?


Ansonsten zwei Konverter wie oben beschrieben.

von ElektroFH (Gast)


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Ich hatte gedacht, woher ich an 4V/2A erinnere.
Jetzt gefunden :-)
Vor einigen Jahren hatte ic ein kleines Projekt damit.
Schau mal ob passend wäre. LTC3125.

https://www.analog.com/en/technical-articles/compact-power-solution-overcomes-peak-power-limitations.html

von Jemand (Gast)


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Stefan M. schrieb:
> Jedoch beim GSM Modul, dieses wird mit 4V
> versorgt und kann Spitzenströme von bis zu 2A ziehen.

Die "Spitzen" beim SIM800L sind extrem kurz. Ein 1000µF Elko reicht um 
die so zu glätten, dass der Spannungswandler nur max. so ca. 300 mA 
liefern muss.

Nur so als Anmerkung

von Stefan M. (stefan_m744)


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ElektroFH schrieb:
> Ich hatte gedacht, woher ich an 4V/2A erinnere.
> Jetzt gefunden :-)
> Vor einigen Jahren hatte ic ein kleines Projekt damit.
> Schau mal ob passend wäre. LTC3125.
>
> 
https://www.analog.com/en/technical-articles/compact-power-solution-overcomes-peak-power-limitations.html

Danke dir vielmals! Das Bauteil eignet sich Perfekt fürs GSM Modul!

Dann ändere ich mal wieder meinen Plan und würde passend den LTC3125 
verwenden und dann noch einen Standard Booster auf 5V, dann sollte sich 
alles perfekt ausgehen :)!

Danke für die vielen schnellen antworten!

von Stefan M. (stefan_m744)



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Ich wollte einfach mal kurz meine Simulation dazu noch zeigen und evtl. 
kriege ich dazu eine Bestätigung :D!

Im Anhang ein Bild von der Schaltung und der Simulation zu sehen. Ich 
hab eine Eingangsspg. von 3,7V gewählt da die in der Mitte liegt der 
LiPO-Batterie (funkt alles von 3V bis zu 4.2V), und habe auch etwas zu 
den 2A Impulsen recherchiert. Dafür gibt es einen Standard und dieser 
besagt das alle 4,6ms ein 2A Impuls für 577us auftritt => daher schnell 
an die simulation rangemacht und man siehe alles funktioniert 
einwandfrei.

Die Ausgangsspannung ist auf 4,1V eingestellt und fällt bei einem Impuls 
auf ca  3,86V. Da der SIM800 mit Spannung von 3,4-4,4V arbeiten kann 
sollte dies kein Problem sein und ich hätte die Bestätigung das dieser 
Baustein perfekt sich eignet :)!

Daher wird noch dann ein 5V Booster verwendet um die restlichen Sachen 
zu versorgen und hätte somit mein Versorgungskonzept! :)

Danke hier allen für die Antworten!

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