Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 3,3V und 5V Stromversorgung aus Lipo


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von Michael (Gast)


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Hallo zusammen,

könnte ihr mir vielleicht ein günstigen kleinen Spannungsversorgungschip 
empfehlen, mit dem ich eine mit einen Lipo versorgte Schaltung, die im 
Analogteil 5V und im Digitalteil 3,3V benötigt, versorgen kann?
Der Lipo wird mit einem Lade-IC (MCP73831) per USB aufgeladen, aber 
leider benötigte ich einen IC, der mir eben dann diese beiden Spannungen 
bereitstellt. Ausgangsstrom max. 200mA.
Vielleicht könnt ihr mir da was empfehlen.

Grüße
Michael

: Verschoben durch Moderator
von Stefan F. (Gast)


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Michael schrieb:
> Ausgangsstrom max. 200mA.

Das ist eine Angabe für 2 Spannungen. Um die Schaltung vernünftig und 
sparsam zu dimensionieren, sind zwei Angaben nötig:

Wie viel Strom brauchst du bei den 3,3 V und wie viel bei den 5 V?

Dürfen die 3,3 V auch etwas weniger, nämlich 3,0 V sein?

von Michael (Gast)


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Ja, es dürfen auch bisschen weniger als 3V sein. Ich bräuchte jeweils 
nicht mehr als 100mA.
Aber was mir gerade noch eingefallen ist: Ich könnte ja auch einen 
Standard Step-Up Wandler verwenden, der mir aus der Akkuspannung 5V 
macht und dann für den 3,3V Schaltungsteil mittels einen Linearreglers 
die Spannung aus den 5V erzeugen, oder?

von Stefan F. (Gast)


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Michael schrieb:
> Aber was mir gerade noch eingefallen ist: Ich könnte ja auch einen
> Standard Step-Up Wandler verwenden, der mir aus der Akkuspannung 5V
> macht und dann für den 3,3V Schaltungsteil mittels einen Linearreglers
> die Spannung aus den 5V erzeugen, oder?

Genau, kannst du. Ein Sepic Wandler, der aus der Akkuspannung von 3 bis 
4,3 Volt die gewünschten 3,3V macht, wäre kaum effizienter.

Aber wenn dir 3,0 Volt reichen, kannst du für diesen Teil auch einfach 
einen LDO wie den XC6220B301 verwenden. Das wäre deutlich effizienter, 
als ein Sepic Wandler, und auch Effizienter als von den 5 Volt herunter 
zu regeln.

Falls es um Funkmodule wie z.B. ESP8266 oder ESP32 geht, bedenke dass 
sie mit 100 mA nicht auskommen. Deine Stromversorgung muss auf deren 
Spitzen-Stromaufnahme ausgelegt werden.

von Manfred (Gast)


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Aliexpress "Step Up 5V":

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Michael schrieb:
> Analogteil 5V

und beten, dass die Spanung aus dem Wandler sauber genug ist, keine 
Störungen im Analogzweig zu verursachen.

Für die 3 Volt würde ich nach MCP1702 oder 1703 schauen.

Michael schrieb:
> und dann für den 3,3V Schaltungsteil mittels einen Linearreglers
> die Spannung aus den 5V erzeugen

Das optimiert die Verluste, und zwar in die falsche Richtung.

von Gerald B. (gerald_b)


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Manfred schrieb:
> und beten, dass die Spanung aus dem Wandler sauber genug ist, keine
> Störungen im Analogzweig zu verursachen.

Man kann ja durchaus sich von den Chinaplatinen inspirieren lassen und 
die cinesischen ISs für'n schmalen Taler bestellen und dann im eigenen 
Layout mit vernünftigen Induktivitäten und low ESR Elkos, bzw. Kerkos, 
bzw. weil's für Analog sein soll, gerne auch mit Pi Glied und einer 
kleinen Induktivität was bauen.
Das habe ich z.B. mit dem MT3608 ebenso gehalten, um von LiPo auf 5V zu 
kommen.

von Michael (Gast)


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Manfred schrieb:
>> und dann für den 3,3V Schaltungsteil mittels einen Linearreglers
>> die Spannung aus den 5V erzeugen
>
> Das optimiert die Verluste, und zwar in die falsche Richtung.

Aber der MCP1702 und der XC6220B301 sind doch Linearregler, die aus 
einer größeren Spannung nur eine kleinere machen können (3V). Wo ist 
denn da der Unterschied? Verbraten die die Leistung nicht genauso?

von Stefan F. (Gast)


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Michael schrieb:
> Wo ist denn da der Unterschied?

Von 5 V runter auf 3,3 V 100 mA = 0,17 W verheizen. Aber die 5V hast du 
vorher mit einem Step-Up Wandler erzeugt, der vielleicht 80% 
Wirkungsgrad hat. Also verheizt du damit sogar noch mehr als die 0,17 W.

Von 3,6 V runter auf 3,0 V 100 mA = 0,06W verheizen.

von Michael (Gast)


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Aber wenn ich von 5V auf 3V runterregle, verbrate ich doch mehr 
Leistung, also von 5V auf 3,3V.

Manfred schrieb:
> Das optimiert die Verluste, und zwar in die falsche Richtung.

Wie ist das gemeint?

von Manfred (Gast)


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Michael schrieb:
> Aber wenn ich von 5V auf 3V runterregle, verbrate ich doch mehr
> Leistung, also von 5V auf 3,3V.
>
> Manfred schrieb:
>> Das optimiert die Verluste, und zwar in die falsche Richtung.
>
> Wie ist das gemeint?

Das ist so gemeint, wie ich es schrieb. Ist "Verluste in die falsche 
Richtung optimieren" denn so unverständlich?
In anderen Worten: Auf 5V hoch zu wandeln und dann per Längsregler 
wieder auf 3V herunter, ist idiotisch.

Ich hatte eigentlich gedacht, dass stefanus das hinreichend erklärt hat.

Der Längsregler kommt direkt an den Akku, sobald der 3,4 Volt erreicht 
hat, ist kaum noch Energie zu holen - also abschalten. Ich habe MCP170x 
erwähnt, weil ich sie kenne und einsetze, Stefans XC6220B wird sich 
ähnlich verhalten.

Ach ja: In einem Gerät mit Li-Akku habe ich einen P-FET in der 
Versorgung und der µC misst die Akkuspannung. Damit trennt sich die 
Schaltung selbst von der Versorgung ab, bevor Fehlfunktionen auftreten 
oder der Akku Schaden nimmt.

von Michael (Gast)


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Achso, du meinst für die 3V Versorgung direkt die Akkuspannung von 
3,2-4,2V verwenden und für die 5V Versorgung dann den Step-Up Wandler?

von Stefan F. (Gast)


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Michael schrieb:
> Aber wenn ich von 5V auf 3V runterregle, verbrate ich doch mehr
> Leistung, also von 5V auf 3,3V.

Eben, genau das meine ich doch. Es ist effizienter, von der Akkuspannung 
auf 3 V herunter zu regeln - wenn dir die 3 V genügen. Du sparst dir 
damit (für den digitalen Teil) die Verluste der Wandlung auf 5V.

von Michael (Gast)


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Danke für eure Antworten.

von Michael (Gast)


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Ich hätte es nun so gelöst:
Für den "3V"-Schaltungsteil verwende ich den TI TLV33285. Der sollte aus 
der Lipo-Spannung feste 2,85V (300mA max. Ausgangsstrom) erzeugen. Der 
hat auch einen enable-Pin, damit ich die Stromversorgung als ganzes 
abschalten kann.
Für den Analogteil würde ich dann den TI TPS60150 verwenden. Der macht 
dann aus den 2,85V feste 5V bei max. 140mA.

Das müsste so funktionieren, oder?

von Stefan F. (Gast)


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Michael schrieb:
> Für den Analogteil würde ich dann den TI TPS60150 verwenden. Der macht
> dann aus den 2,85V feste 5V bei max. 140mA.
> Das müsste so funktionieren, oder?

Du verplemperst damit unnötig Energie, und nicht gerade wenig. Die 5 
Volt solltest du direkt aus der Akkuspannung erzeugen, nicht aus den 
2,85 Volt.

Du kannst das drehen und wenden wie du willst: Bei den 
Größenverhältnissen deiner Schaltung ist es immer doof, die Spannung 
zweimal hintereinander umzuwandeln, einmal hoch und wieder herunter, 
oder umgekehrt.

von Michael (Gast)


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Ja stimmt, Ok, dann erzeuge ich beide Spannungen direkt aus der 
Akkuspannung. Beide haben ja eine Enable-Funktion.
Gegen die Ladepumpe spricht grundsätzlich erstmal nichts, oder?
Ich kann mir eben auch die Induktivität sparen. Step-Up Wandler machen 
dann nur bei höheren Strömen Sinn, weil die Ladungspumpen hier 
irgendwann beschränkt sind?

von J. S. (jojos)


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Diese Batterie Shields sind da einfach und praktisch, im Prinzip 
Powerbank Elektronik mit zusätzlichem 3,3 V Linearregler:
https://aliexpress.com/item/1005004525934494.html

von Stefan F. (Gast)


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Michael schrieb:
> Gegen die Ladepumpe spricht grundsätzlich erstmal nichts, oder?

Die Frage kann ich dir nicht beantworten. In Kombination mit analogen 
Schaltungen habe ich sie noch nicht verwendet. Außerdem kennen wir deine 
analoge Schaltung nicht.

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