Regulator zwiększenia lub obniżenia żywotności baterii?


9

Chcę stworzyć bezprzewodowy węzeł czujnika, który będzie działał przy około 2,5 V. Staram się zdecydować, czy będę zasilać 3 baterie alkaliczne szeregowo z konwerterem buck, czy równolegle z konwerterem boost. Wydaje mi się, że jeśli oba konwertery mają taką samą wydajność, powiedzmy 88%, będą działać tak samo długo, jak siebie nawzajem?

Prąd wymagany dla tego projektu powinien wynosić <200mA


Dlaczego nie uzyskać buck / boost, który działa od 3 V do 1,8 V i po prostu użyć dwóch szeregowo? Pozwala na pewne przejście, dzięki czemu uzyskujesz lepszą wydajność niż 88%. Lub jaki jest zakres wejściowy w czujniku? Czy potrzebowałbyś nawet regulatora, gdyby pobierał 3V do 1,8V?
— Passerby

Chciałbym pominąć regulator, ale używam ADC na MSP430, który moim zdaniem wymaga minimum 2.2v. Czy możesz trochę rozwinąć serię / grosza? Czy mówisz coś takiego, że zwiększenie napięcia, a następnie obniżenie napięcia będzie miało wyższą wydajność?
— Matt Williamson

Ah nie. Miałem na myśli buck / boost, ic, który w razie potrzeby reguluje zarówno wzrost, jak i spadek. I dwa w szeregu, miałem na myśli dwa akumulatory w szeregu dla pełnego zakresu 3,0 V - 1,8 V. Który MSP430?
— Passerby

Ponadto nie jestem zamknięty w MSP430. Jest po prostu atrakcyjny ze względu na małą liczbę komponentów i małą moc. Jestem bardzo otwarty na linię STM32.
— Matt Williamson

Nie zdecydowałem się na konkretny model, ale patrzyłem na dowolny z czujnikiem temperatury.
— Matt Williamson

Odpowiedzi:


5

Zarabiam na to. Prawdopodobnie czujnik będzie spał przez większość czasu, budząc się tylko w celu dokonania odczytu lub okresowego wysyłania danych. W takim przypadku lepszym rozwiązaniem może być regulator liniowy.

Na przykład TPS78225 daje 2,5 V przy 150 mA. Należy pamiętać, że skoki bieżącego zapotrzebowania mogą zostać zaspokojone przez ograniczenia i dławiki. To urządzenie ma prąd spoczynkowy 0,5uA, więc jeśli urządzenie spędza większość swojego życia we śnie, powinno być możliwe sprowadzenie się do jednocyfrowego zakresu uA.

Zamiast używać 3 ogniw, rozważ zastosowanie 4 (2x2) lub innej chemii (lit da 3,6 V na ogniwo). Oczywiście musisz zminimalizować spadek napięcia dla LDO.

Ta metoda prawdopodobnie będzie znacznie bardziej wydajna niż jakikolwiek system przełączający, jeśli twój prąd jałowy będzie bardzo niski. Możesz nawet zrobić rozwiązanie hybrydowe, w którym używasz LDO dla mikrokontrolera i regulatora przełączającego, który jest zasilany tylko w razie potrzeby.


To bardzo ciekawy pomysł! Ma to dla mnie sens.
— Matt Williamson

8

Ogólnie rzecz biorąc, a wszystkie inne rzeczy są mniej więcej równe, straty I 2 R będą głównym kosztem wydajności w przekształtniku mocy. Dlatego celem byłoby utrzymanie prądów na jak najniższym poziomie.

Oznaczałoby to, że ogólna wydajność systemu będzie lepsza w przypadku konwertera buck niż konwertera boost. Średnie prądy w akumulatorach, cewce i elemencie przełączającym będą niższe.


5

Dzięki wzmacniaczowi możesz nadal być w stanie zmusić go do pracy blisko 0,5 wolta. Gdyby wszystkie 3 w szeregu spadły do ​​około 0 9 woltów, prawdopodobnie byłbyś popiersiem. Jest to więc mój wzmacniacz, ale ostrożnie wybieraj swój żeton. Ponadto należy wziąć pod uwagę, że wszystkie trzy baterie muszą być równego ładunku, w przeciwnym razie wystąpią inne straty. Nie tak w serialu.

Dodatkowe informacje na temat ESR akumulatora, które należy wziąć pod uwagę - efektywna rezystancja szeregowa „typowej” baterii alkalicznej wynosi około 0,3 oma (patrz plik PDF Energizer ). W przypadku konfiguracji szeregowej ESR wyniesie około 0,9 oma, a dla 3 jednakowo „naładowanych” równoległych akumulatorów ESR wynosi 0,1 oma.


Gdyby 3 w szeregu były na .9v, czy to nie znaczy, że złotówka otrzyma 2,7? Czy to się nie powiedzie, ponieważ wiele żetonów potrzebuje odpowiedniego marginesu na vin nad voutem lub z innego powodu?
— Matt Williamson

1
tak, potrzebujesz trochę marginesu i może około 0,8333 to teoretyczny limit.
— Andy alias

Czy możesz polecić potencjalny układ?
— Matt Williamson

Jaki jest twój zakres prądu obciążenia? Dzięki temu możemy wydać zalecenie zarówno dla opcji buck, jak i boost. Niektóre konwertery buck mają możliwość obejścia lub 100% cyklu pracy, więc mogą pracować aż do prawie teoretycznego limitu, ale Andy ma rację, że można lepiej wykorzystać energię w ogniwach za pomocą konwertera boost.
— John D

Zredagowałem pytanie. Potrzebuję około 200 mA, w zaokrągleniu w górę.
— Matt Williamson

3

Prawidłowo, ale wydajność zmienia się w zależności od obciążenia, więc musiałyby mieć ten sam profil wydajności w całym zakresie roboczym. Ponadto niektóre kontrolery / konwertery mają tryby wydajności przy małym obciążeniu, które mogą mieć duży wpływ na żywotność baterii, jeśli czujnik nie pobiera dużego prądu lub ma tryb uśpienia lub oszczędzania energii.


Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.