Czy mogę obniżyć napięcie z 3,3 V do 1,8 V za pomocą akumulatora 1,5 V?

Łączę się z EEPROM, który działa za pośrednictwem SPI o napięciu 1.8V; niestety nie mam wokół siebie źródła zasilania o napięciu 1,8 V, a ponieważ był to projekt weekendowy, chciałem go ukończyć bez wchodzenia do sklepu.

Poprosiłem doświadczonego przyjaciela o radę, a on zasugerował, że mogę włożyć do obwodu baterię AA 1,5 V, aby uzyskać 1,8 V.

Czy to konfiguracja dźwiękowa? Jestem nowicjuszem, ale z wrażeń jelitowych czuję, że coś jest nie tak, szczególnie jeśli chodzi o aktualną intensywność.

Edycja 1: Wiem, że to zły pomysł, ale pytam tutaj, dlaczego . Nie mogłem znaleźć podobnego pytania, więc uważam, że warto mieć tutaj przypomnienie, dlaczego nie realizować złych pomysłów takich jak te. Przyjmuję odpowiedź z wyjaśnieniem, dlaczego tego nie robić. Wiem, że należy to zrobić za pomocą regulatora napięcia, pytam, czy jest to możliwe bez niego, więc odpowiedź może brzmieć tak / nie z wyjaśnieniem. Z ciekawością czytam też o każdym, kto uważa, że ​​to możliwe.

Edycja 2: dla osób zainteresowanych poborem mocy EEPROM jest Winbond W25Q64FW i użyję go za pośrednictwem dźwigni zmiany poziomu TXB0108 (strona B). Dla przypomnienia, nigdy nie próbowałem tego obwodu (w szczególności po otrzymanych odpowiedziach / komentarzach), ale mimo to jestem bardzo zainteresowany przeczytaniem, co jest możliwe, czy nie.

TL; DR; Twój przyjaciel mówi ci, jak zniszczyć baterię, potencjalnie gwałtownie. Zamiast tego użyj odpowiedniego obwodu regulatora napięcia.

Baterie nie są przeznaczone do stosowania jako regulatory napięcia. Chociaż prawdą jest, że w idealnym świecie proponowany obwód działałby (w końcu idealna bateria obniża swoje napięcie znamionowe przy dowolnym prądzie), w praktyce sytuacja wygląda nieco inaczej.

Cały prąd pobierany z zasilacza 1,8 V będzie musiał przepływać z zasilacza 3,3 V do akumulatora + zacisk, a następnie z akumulatora - zacisk. W efekcie doprowadza się prąd ładowania do akumulatora. Akumulator działa jak ładunek.

Istnieje powód, dla którego na akumulatorach wydrukowano ostrzeżenie „Nie ładuj”, ich ładowanie może spowodować odpowietrzenie w sposób potencjalnie gwałtowny. Z pewnością bałagan.

Teraz będziesz się zastanawiać, ale co, gdybym użył akumulatora? Początkowo prawdopodobnie działałoby dobrze. Jednak napięcie wyjściowe spadnie w miarę ładowania akumulatora.

Napięcie na akumulatorze będzie rosło, dopóki nie spadnie na niego pełne 3,3 V lub akumulator nie zostanie uszkodzony w wyniku ładowania przepięciowego.

W każdym razie nie zapewni to stabilnego napięcia wyjściowego, ponieważ napięcie ogniwa będzie się zmieniać wraz z prądem pobieranym przez obciążenie. Naprawdę niewiele różni się od używania rezystora jako regulatora, który nie działa dobrze.

Właściwym rozwiązaniem jest zastosowanie obwodu regulatora napięcia. Istnieje wiele wzorów. Regulatory bocznikowe wykorzystujące diody Zenera, układy regulacji liniowej (np. LM317), regulatory napięcia serii tranzystorowej.

Pozwól, że pokażę ci dokładnie, dlaczego używanie baterii w ten sposób jest złym pomysłem. Poniższa symulacja pokazuje przykład z obciążeniem 100mA. Jak widać, wymusza to również przepływ prądu 100mA w akumulatorze.

Jeśli użyjesz baterii alkalicznej, spowoduje to ładowanie, które może doprowadzić do ostatecznego nagrzania baterii i może eksplodować lub przynajmniej spowodować pęknięcie uszczelnienia i wycieku.

Jeśli wypróbowałeś technologię akumulatorową, na przykład litową, wkrótce będzie nadmiernie naładowany, a może nawet zapalić się, gdy zostanie nadmiernie naładowany.

Istnieje bezpieczny sposób użycia baterii do regulacji napięcia wyjściowego w takim obwodzie. Jeśli możesz dokładnie ocenić wymagania dotyczące prądu obciążenia, możesz umieścić opornik balastowy na akumulatorze, jak pokazano poniżej. Musisz tak dobrać rezystor balastowy, aby prąd akumulatora zawsze rozładowywał akumulator, gdy prąd obciążenia spada od zera do dowolnego prądu maksymalnego wymaganego przez obciążenie. Pokazałem wartości odpowiednie dla obciążeń do 50mA.

W ten sposób akumulator działa jako regulator bocznikowy. Rezystor balastowy marnuje energię akumulatora, ale osiąga cel PO, jakim jest uzyskanie 1,8 V do szybkiego jednorazowego zastosowania.

Wygląda na papierze tak, jak by to zrobił, ale ...

Napięcie wyjściowe tego układu może być nieco niższe niż można się spodziewać. Akumulator może wyprowadzać 1,5 V pod obciążeniem nominalnym, ale ponowne doprowadzenie do niego prądu może wymagać niewielkiego dodatkowego potencjału, który w twoim obwodzie nastąpiłby kosztem napięcia wyjściowego.

Niezależnie od tego, co sprawia, że ​​jest to zły (potencjalnie niebezpieczny) pomysł, że kiedy wprawiasz prąd ładowania do baterii jednorazowego użytku, zmuszasz do zachodzenia reakcji chemicznych wewnątrz baterii, dla której nigdy nie została zaprojektowana. Prawdopodobną reakcją będzie tworzenie się ciepła i gazów wybuchowych, których komórka nie jest w stanie usunąć. Może to prowadzić do wzrostu ciśnienia, dopóki komórka nie pęknie (wybuchnie), uwalniając potencjalnie szkodliwe, żrące i / lub łatwopalne chemikalia.

Nawet stosowanie akumulatora w ten sposób jest złym pomysłem, ponieważ napięcie na jego zaciskach będzie się różnić w zależności od stanu naładowania, co daje niezbyt przewidywalne napięcie wyjściowe, i ponownie ryzykujesz przeładowaniem go potencjałem podobnego konsekwencje; przeładowanie zwykle powoduje (ponownie) reakcje chemiczne, dla których akumulator nie został zaprojektowany. Akumulatory ładują się bezpiecznie tylko w obwodzie zaprojektowanym z myślą o tym celu.

Jesteś pewien, że twój przyjaciel tego nie sugerował?

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Bateria alkaliczna 1,5 V jest bliższa 1,65 po pełnym naładowaniu i nie przy dużym obciążeniu. A może to być wystarczająco blisko 1,8 V, aby sprostać Twoim potrzebom. Sprawdź specyfikację. Lub jeśli jest to nieistotny projekt hobby, może po prostu go zbudujesz i zobaczysz, czy działa.

A może sugestią było:

^{zasymuluj ten obwód}

Każde z tych podejść będzie działać. W przeciwieństwie do narysowanego przez ciebie układu, nie polegają one na tym, że bateria jest ładowana „do tyłu”.

jeśli jest niski prąd, a twój napęd 3v3 ma wystarczającą moc, po prostu użyj dzielnika rezystancyjnego - powiedzmy 83r na + i 100r na gnd. Punkt środkowy da ci 1 na 8. Tak, opadnie, gdy narysujesz bieżące i długoterminowe, jest to paskudne. Ale będzie działać przez kilka potrzebnych cykli. Wartości reisitora mogą być skalowane, aby pasowały do ​​tego, co się kręci.

Jak opisano w innych odpowiedziach, najważniejszą rzeczą, którą musisz zrozumieć, jest to, że nieumyślnie ładujesz tę baterię. Zakładając, że bateria nie jest przeznaczona do ładowania, spodziewamy się płomienia po dłuższym użytkowaniu.

Zamiast tej metody istnieje wiele metod wykorzystujących „regulatory napięcia”. Zamiast tego spójrz na LM334. Dzięki odpowiedniemu odchyleniu rezystora możesz uzyskać idealne wyjście 1,8 V.

Pamiętaj, że pamięci EEPROM mogą źle funkcjonować, jeśli źródło zasilania nie jest stabilne. Możesz siedzieć na głowie za prosty błąd polegający na tym, że nie wybrałeś odpowiedniego źródła zasilania.

Niezależnie od problemu z baterią:

Jeśli masz wybór krzemowych diod i / lub diod LED, można ich użyć do osiągnięcia wymaganego spadku napięcia. Możesz chcieć, aby jakiś rezystor równolegle do układu scalonego doprowadził napięcie diody do stabilnego odcinka krzywej.

Należy pamiętać, że większość układów scalonych absolutnie nie wytrzymuje napięć wejściowych przekraczających napięcie zasilania.

Jeśli jest to projekt weekend, hacking, powiedziałbym, że odpowiedź brzmi tak można , aż można dostać się do sklepów w poniedziałek.

Chociaż ładujesz baterię w tym samym czasie, EEPROMS nie pobiera tyle prądu, więc ładujesz baterię niskim prądem. Zrobiłem to sam, chociaż nie dla EEPROMS. W przeciwnym razie, czy masz wokół siebie diodę Zenera 1,5 V.

Uwaga: pamiętaj również, aby odłączyć zasilanie 3,3 V przed wyłączeniem, w przeciwnym razie możesz dostarczyć -1,5 V do EEPROM :)