Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Standby Verbrauch Spannungswandler senken


von Gerrit (christian98)


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Sehr geehrtes mikrocontroller Forum,

Ich arbeite derzeit an einer batteriebetriebenen Lampe.
Bei nicht Benutzung der LED (-> N Kanal Mosfet Q4 schaltet nicht durch) 
besitzen Step Up Wandler U4 und Step Down Wandler U6 derzeit (siehe 
Schematic 1) einen recht hohen Standby Verbrauch von 4mA.
Dieser soll in Zukunft vermieden werden weshalb in Zukunft die GNDs vom 
Step Up und Step Down Wandler über den N Kanal Mosfet Q1 bei nicht 
Benutzung der LED vom GND getrennt werden sollen (siehe Schematic 2).
Wird das funktionieren?
Vielen Dank schon einmal im Voraus.

MfG
Gerrit

von Stefan F. (Gast)


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Benutze lieber den Enable Eingang deines Spannungswandlers.

Warum hast du zwei Wandler hintereinander geschaltet? Und warum benutzt 
du keinen Konstantstrom Led-Treiber, oder einen regelbaren?

Für mich wirkt die Schaltung absurd komplex. Als ob da jemand möglichst 
viele Bauteile unterbringen wollte Scheiß auf Wirkungsgrad.

von H. H. (Gast)


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Ziemlicher Mist.

Gehe zurück auf Los.

von Gerrit (christian98)


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Vielen Dank für die Hilfe.


Stefan F. schrieb:
> Benutze lieber den Enable Eingang deines Spannungswandlers.

Habe nun einen neuen Schaltplan erstellt (siehe Schematic 3) in welchem 
die Enable Eingänge der beiden Spannungswandler genutzt werden um diese 
ein beziehungsweise aus zu schalten.
Außerdem wurde der Step Down Wandler TPS54331 gegen einen MT2492 
ausgetauscht da der MT2492 wie auch der Step Up Wandler MT3608 bei >1.5V 
am Enable Eingang an beziehungsweise bei <0.4V aus geht.
Gibt der attiny84 also am Enable Eingang HIGH aus gehen die 
Spannungswandler an, gibt dieser LOW aus gehen diese aus.
Was meint ihr, wird das funktionieren und den Standby Verbrauch der 
Spannungswandler auf ein Minimum reduzieren?


Stefan F. schrieb:
> Warum hast du zwei Wandler hintereinander geschaltet?

Um die 2.5-4.2V des Akkus auf 3V zu bringen.


Vielen Dank schon einmal im Voraus.


MfG
Gerrit

von H. H. (Gast)


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Gerrit schrieb:
> Stefan F. schrieb:
>> Warum hast du zwei Wandler hintereinander geschaltet?
>
> Um die 2.5-4.2V des Akkus auf 3V zu bringen.

Das kann der MT3608 ganz alleine. Du musst ihn nur als SEPIC beschalten.

Und man kann den dann sogar noch gleich als Stromregler für die LED 
beschalten, er braucht ja nur 0,6V Feedback.

von Stefan V. (vollmars)


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Um eine LED mit Li-Akku zu betreiben braucht es keinen 
Stepup-Schaltregler. Einfach eine Konstantstromquelle aus MOSFET, Op-Amp 
und Shuntwiderstand, schaltbar über deinen Controller. Ich glaube nicht, 
dass Du den Akku bis auf 2,5V leersaugen willst, das reduziert die 
Lebensdauer erheblich. Ohne Stepup solltest Du so 70% der Kapazität 
nutzen können, danach wird die LED dunkler. Entscheidend ist dass am 
MOSFET und am Shunt möglichst wenig Spannung abfällt. Maximal 50mV am 
Shunt und noch weniger an entsprechendem MOSFET sollten drin sein.

von Gerrit (christian98)


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Vielen Dank für die Nachrichten.


H. H. schrieb:
> Das kann der MT3608 ganz alleine. Du musst ihn nur als SEPIC beschalten.

Der MT3608 Sepic hat aber einen recht schlechten Wirkungsgrad von 75-78% 
(siehe https://oshwlab.com/wagiminator/mt3608-sepic) bei VOUT=3.3V und 
IOUT=1A?
Der Step Up Wandler MT3608 hat laut Datenblatt bei VIN=5V, VOUT=12V 
sowie IOUT=300mA einen Wirkungsgrad von etwa 92%, der Step Down Wandler 
bei 1A Load Current von 95% -> einen deutlich besseren 
Gesamtwirkungsgrad (0.92*0.95=0.874)?


Stefan V. schrieb:
> Ohne Stepup solltest Du so 70% der Kapazität
> nutzen können, danach wird die LED dunkler.

Gebraucht wird eine gleichbleibende Helligkeit von Akku voll bis Akku 
leer.


Kann jemand (in Schematic 3) auf den Enable Pfad zwischen 
Spannungswandler und Attiny eingehen, braucht es dort eventuell noch 
einen Widerstand oder passt das so?


Vielen Dank schon einmal im Voraus.


MfG
Gerrit

von H. H. (Gast)


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Gerrit schrieb:
> Der Step Up Wandler MT3608 hat laut Datenblatt bei VIN=5V, VOUT=12V
> sowie IOUT=300mA einen Wirkungsgrad von etwa 92%, der Step Down Wandler
> bei 1A Load Current von 95%

Papier ist geduldig...

von Stefan F. (Gast)


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Bei mir würde der ATtiny ohne Spannungsregler direkt am Akku hängen.

Du hast da immer noch zwei Spannungswandler hintereinander, damit 
verheizt du unnötig Energie. Wozu brauchst du Q4, der kann doch jetzt 
weg, weil du die Spannungswandler schaltest.

Es wird ein ständiger Strom durch L2, D1, R35 und R9 fließen. Für 
Akkubetrieb ist das sehr unvorteilhaft. Hat dein Akku wenigstens einen 
Tiefentladeschutz?

Ich würde zwei bis drei LEDs in Reihe schalten und einen Strom-regelnden 
Step-Up LED-Treiber einsetzen. Etwa so 
https://www.torex-europe.com/products/dc-dc-converters/step-up/xc9116/

von Achim H. (pluto25)


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Stefan F. schrieb:
> Bei mir würde der ATtiny ohne Spannungsregler direkt am Akku hängen.


Und da er sowieso nichts zu tun hat könnte er auch gleich per Pwm den 
LED Strom generieren. Die 87% sollte er locker toppen können und der 
Leerlaufstrom wäre auch winzig.

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