реклама на сайте
подробности

 
 
> Стабилизаторы напряжения с высоким КПД, для устройства с питанием от батарей, Может кто посоветует варианты?
dubb
сообщение Apr 21 2011, 07:16
Сообщение #1


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 42
Регистрация: 18-08-09
Из: Сибири
Пользователь №: 51 936



Доброго времени суток! rolleyes.gif

У меня стоит задача обеспечить питанием небольшое устройство. Источник питания - Li-Ion аккумулятор 3.7В
МК и прочим микрухам требуются три напряжения питания: 1.8В (до 15мА), 2.8В (до 20мА), 3.3В (до 50мА).
Нужны микросхемы-стабилизаторы DC-DC

Может быть кто-то сталкивался с похожей задачей?

Да, и критерии которые важны при выборе:

1) КПД, т.е. предпочтение импульсным преобразователям
2) цена, 200руб/чип - не наш путь maniac.gif
3) минимум рассыпухи вокруг, и общая миниатюрность

Понимаю, что хочу многого, но буду искать компромисс...

ЗЫ На 1.9 В есть MAX1730EUB почти не требует обвязки, гарантирует ток до 50мА , но цена около 160руб/шт огорчает...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
3 страниц V  < 1 2 3 >  
Start new topic
Ответов (15 - 29)
yakub_EZ
сообщение Apr 22 2011, 20:38
Сообщение #16


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 329
Регистрация: 6-12-08
Из: Москва
Пользователь №: 42 252



Цитата(Прохожий @ Apr 22 2011, 23:31) *
Максимальный ток ADM660 100мА.
Посчитаем максимальную мощность при минимальном входе.
Она составит 2,7*2 Вольта*0.1 Ампера=0.54 Ватта.
Теперь посчитаем то же самое для параметров ТС.
1.8*0.015+2.8*0.02+3.3*0.05=0.248 Вт.
Тогда КПД остального не должен быть меньше, чем 0.248/0.54=0.46.
В принципе, такое возможно.
Но все будет работать на пределе.
А это вовсе не гуд.

Даже если оттолкнуться от идеи поставить все три канала после ADM660 линейные стабилизаторы (Скажем, три штуки самых любимых 431, 317, 1117 - ХХ) то получим потребляемый нагрузкой ток 15+20+50 = 85 мА плюс ещё стабилизаторы заберут за "посреднечество" на каждый очень очень грубо по 5мА, как раз получится под завязку. Но и в этом варианте никто не мешает 1.8 вольт взять сразу напрямую с батареи или разбить нагрузку на два канала с ADM660.
Вполне реализуемо, хочу добавить, что систему питания с конденсаторным переключателем вообще не надо настраивать и расчитывать, припаял два конденсатора и вперед, а с преобразователем на индуктивных элементах придется вставить, рассчитать и проверить несколько больше элементов, да ещё и почесать затылок об оптимальном режиме laughing.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Microwatt
сообщение Apr 22 2011, 20:57
Сообщение #17


Гуру
******

Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802



Цитата(yakub_EZ @ Apr 22 2011, 23:38) *
. Но и в этом варианте никто не мешает 1.8 вольт взять сразу напрямую с батареи или разбить нагрузку на два канала с ADM660.
.....хочу добавить, что систему питания с конденсаторным переключателем вообще не надо настраивать и расчитывать, припаял два конденсатора и вперед,

Вот первое - очень хорошо. Я так даже и не обратил с самого начала внимания, что 1.8 вольта можно прямо от батареи.
А вот второе... взаправду ни о чем думать не надо? Это была бы просто находка для эмбеддеров!
Но рис ТРС2. ТРС3 в даташите ADM660 все-таки на размышления наталкивают. Начинает казаться, что этот "удвоитель напряжения" его совсем не стабилизирует? И с заряженной батареи 4.2 вольта вполне может сделать вольт 7... Гасить все это дальше в тепло до 2.8 через LDO или как? Вроде же про КПД даже разговоры шли.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yakub_EZ
сообщение Apr 22 2011, 23:08
Сообщение #18


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 329
Регистрация: 6-12-08
Из: Москва
Пользователь №: 42 252



Цитата(Microwatt @ Apr 23 2011, 00:57) *
Гасить все это дальше в тепло до 2.8 через LDO или как? Вроде же про КПД даже разговоры шли.

Зато очень просто. Если стыдно за вклад в энтропию, то лучше конечно же сделать
Li(2.8в - 4.2в)- LDO - 1.8в
Li(2.8в - 4.2в) -ad660 (5.6в - 8.4в) - dc/dc - 3.3в
3.3в - LDO - 2.8в
По поводу adm660 - это не стабилизатор, напряжение на нем практически один к одному "переворачивается" или умножается. Разница где то во втором или третьем знаке на экранчике мультиметра. В этой МС наверняка применены ключи на MOSFET, иначе обещанного в даташите КПД не получить.
Один dc/dc осилить вполне реально, и сильно схему не увеличит
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Andr2I
сообщение Apr 23 2011, 02:46
Сообщение #19


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 368
Регистрация: 16-11-06
Из: Тверь
Пользователь №: 22 379



Цитата(Прохожий @ Apr 21 2011, 23:32) *
...это зло неустойчивое.
Однозначно не для ТС.


Не подскажите почему? 05.gif У меня сейчас нормально работает SEPIC на LT1613. Входное напряжение от 4 до 6В, на выходе 5В. Ток около 50 мА. Чудес не наблюдаю. Я так понимаю, при 6В на входе, заполнение больше 0,5.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Microwatt
сообщение Apr 23 2011, 03:42
Сообщение #20


Гуру
******

Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802



Цитата(yakub_EZ @ Apr 23 2011, 02:08) *
Зато очень просто.
Li(2.8в - 4.2в)- LDO - 1.8в
Li(2.8в - 4.2в) -ad660 (5.6в - 8.4в) - dc/dc - 3.3в
3.3в - LDO - 2.8в
По поводу adm660 - это не стабилизатор, напряжение на нем практически один к одному "переворачивается" или умножается. Разница где то во втором или третьем знаке на экранчике мультиметра. В этой МС наверняка применены ключи на MOSFET, иначе обещанного в даташите КПД не получить.
Один dc/dc осилить вполне реально, и сильно схему не увеличит

Да один dc/dc и сам 3.3 вольта осилит. К чему это промежуточное бессмысленное звено на зарядовой помпе ad660 ?

Цитата(Andr2I @ Apr 23 2011, 05:46) *
У меня сейчас нормально работает SEPIC на LT1613. Входное напряжение от 4 до 6В, на выходе 5В. Ток около 50 мА. Чудес не наблюдаю. Я так понимаю, при 6В на входе, заполнение больше 0,5.

А я полагаю, что при 6В на входе заполнение около 0.5. В остальных режимах - явно более 0.5. Если наоборот - это и есть чудо.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Andr2I
сообщение Apr 23 2011, 03:59
Сообщение #21


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 368
Регистрация: 16-11-06
Из: Тверь
Пользователь №: 22 379



Цитата(Microwatt @ Apr 22 2011, 00:03) *
Ну, отчего же зло? Нормальная топология, привлекает стандартными моточными....
Неустойчивое все при заполнении более 0.5. Да, тут так оно и будет, нужно же повышать...


Цитата(Microwatt @ Apr 22 2011, 00:03) *
А я полагаю, что при 6В на входе заполнение около 0.5. В остальных режимах - явно более 0.5. Если наоборот - это и есть чудо.


Да, погорячился rolleyes.gif - конечно с понижением напряжения заполнение должно увеличиваться. Сбила с толку первая цитата.


Go to the top of the page
 
+Quote Post
Microwatt
сообщение Apr 23 2011, 04:29
Сообщение #22


Гуру
******

Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802



Цитата(Andr2I @ Apr 23 2011, 06:59) *
Да, погорячился rolleyes.gif - конечно с понижением напряжения заполнение должно увеличиваться. Сбила с толку первая цитата.

Так вроде они, цитаты, непротиворечивы.
SEPIC при заполнении 0.5 имеет выход теоретически равный входу по напряжению. Если повышаем выходное относительно входного, то заполнение должно расти выше 0.5. С учетом потерь в ключах и диоде это нужно будет уже при равенстве входного и выходного напряжений и даже немного раньше.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Andr2I
сообщение Apr 23 2011, 06:54
Сообщение #23


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 368
Регистрация: 16-11-06
Из: Тверь
Пользователь №: 22 379



Цитата(Microwatt @ Apr 23 2011, 08:29) *
Так вроде они, цитаты, непротиворечивы.
SEPIC при заполнении 0.5 имеет выход теоретически равный входу по напряжению. Если повышаем выходное относительно входного, то заполнение должно расти выше 0.5. С учетом потерь в ключах и диоде это нужно будет уже при равенстве входного и выходного напряжений и даже немного раньше.


Да нет, все правильно. Но у меня при входном 4В выход 5В. Диод шоттки. Заполнение явно больше 0,5. Все работает хорошо!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yakub_EZ
сообщение Apr 23 2011, 07:35
Сообщение #24


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 329
Регистрация: 6-12-08
Из: Москва
Пользователь №: 42 252



Цитата(Microwatt @ Apr 23 2011, 07:42) *
Да один dc/dc и сам 3.3 вольта осилит. К чему это промежуточное бессмысленное звено на зарядовой помпе ad660 ?

Под dc/dc имелся в виду step-down, а без удваивающей помпы, как уже упомянулось выше, напряжение на его входе может стать ниже выходного
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Artem_Petrik
сообщение Apr 23 2011, 07:57
Сообщение #25


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 443
Регистрация: 22-07-06
Из: Украина, г. Харьков
Пользователь №: 19 006



Цитата(Прохожий @ Apr 21 2011, 21:43) *
Аккумулятор 3.7 Вольта имеет право разрядиться хотя бы до 3-х Вольт?
Внутри только дауны, которые степ.
И как бедному крестьянину получить желаемые 3.3 Вольта 50 мА?



Цитата(Microwatt @ Apr 22 2011, 01:49) *
Аккумулятор, для сведения, изготовители до 2.7-2.8 вольта разряжают.. Т.е. повышалка для 3.3 нужна.

Вот, например, в моей нокии, если разрядить аккумулятор, а потом вынуть его из телефона и померять напругу, тестер покажет 3,3В. Из чего можно сделать вывод, что применен просто понижающий преобразователь. Это конечно приводит к не полному использованию заряда аккумулятора, но в NOKIA решили, что это приемлемый компромисс. Посмотрев на разрядную характеристику аккумулятора от GP (не помню уже конкретно какого), я увидел, что потеря емкости при таком подходе составляет порядка 15% (на графике разряда напряжение падает с 3,3 до 2,8 очень быстро). 
Конечно компромисс сомнительный, но если 3,3В можно понижать до 3,0 (многие микрухи позволяют), то смысла лепить понижающе-повышающий преобразователь пожалуй совсем не остается.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yakub_EZ
сообщение Apr 23 2011, 10:09
Сообщение #26


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 329
Регистрация: 6-12-08
Из: Москва
Пользователь №: 42 252



Цитата(Artem_Petrik @ Apr 23 2011, 11:57) *
Вот, например, в моей нокии, если разрядить аккумулятор, а потом вынуть его из телефона и померять напругу, тестер покажет 3,3В. Из чего можно сделать вывод, что применен просто понижающий преобразователь. Это конечно приводит к не полному использованию заряда аккумулятора, но в NOKIA решили, что это приемлемый компромисс. Посмотрев на разрядную характеристику аккумулятора от GP (не помню уже конкретно какого), я увидел, что потеря емкости при таком подходе составляет порядка 15% (на графике разряда напряжение падает с 3,3 до 2,8 очень быстро). 
Конечно компромисс сомнительный, но если 3,3В можно понижать до 3,0 (многие микрухи позволяют), то смысла лепить понижающе-повышающий преобразователь пожалуй совсем не остается.

Зачем гадать. Пару минут серфинга и схема от нокии в ваших руках. Чтобы было интересно копаться, взял свою модель 6300.
Действительно, разработчики этого аппарата о sepic не задумывались. Все напряжения получены либо LDO, либо step-down (всего один одинешенек lm3671 на весь аппарат для получения из батарейного ~4 вольта 1.8 вольт), либо step-up (тоже, всего один так называемый Led-driver tps61061 получающий с батарейного ~4 вольта ~13 вольт).
Итого, в телефоне замечены следующие напряжения:
~4 (батарейное напрямую),
~13 (для подсветки),
5 (от usb, если подключен),
4.7 (непонятно откуда его берут для RF модуля, но генерируется они с МС RETU, у которой нет дросселя или каких либо признаков наличия в нем DC-DC, кроме того, в примечании к этим 4.7 вольтам сказано что они есть в только в режиме активного RF модуля),
3(для сим карты, может быть карта на 1.8),
2.8,
2.5,
1.8, (для питания ядра МК)
1.4,
1.35
Получается, что единственным, с кем разработчикам нокии не хочется связываться для получения 3 вольт из 2.8 это сим карта, и поэтому ниже этого напряжения не разряжают
Прикрепленные файлы
Прикрепленный файл  6300_RM_217_RM_222_schematics.pdf ( 1.85 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 37
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Microwatt
сообщение Apr 23 2011, 11:43
Сообщение #27


Гуру
******

Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802



Цитата(yakub_EZ @ Apr 23 2011, 10:35) *
Под dc/dc имелся в виду step-down, а без удваивающей помпы, как уже упомянулось выше, напряжение на его входе может стать ниже выходного

Так нужно сразу оговаривать, что Вы под DC-DC понимаете только степдаун, других вариантов нет.
В общепринятой терминологии DC-DC делает что угодно из чего угодно на постоянном токе. И уж если его городить, то сразу на нужное напряжение. совершенно лишний узел- удвоитель.
Вообще, дискуссия по копеечной проблеме затянулась что-то... Чи не источник на 250мВт!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
dubb
сообщение Apr 23 2011, 16:33
Сообщение #28


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 42
Регистрация: 18-08-09
Из: Сибири
Пользователь №: 51 936



Цитата(Artem_Petrik @ Apr 23 2011, 10:57) *
Конечно компромисс сомнительный, но если 3,3В можно понижать до 3,0 (многие микрухи позволяют), то смысла лепить понижающе-повышающий преобразователь пожалуй совсем не остается.

До 3.0 В понизить напряжение вполне можно.

А какой вариант можно использовать, в этом случае, т.е. с чтобы в норм. режиме стабилизировал до нужных 3.3 а с понижение входного напряжения, выход так же понижался? ...хотя в этом случае, наверно использовать SEPIC, думаю изучив даташиты и пару статей по теме - что-нибудь соображу, несмотря на отсутстие опыта в этой сфере biggrin.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
ArseGun
сообщение Apr 23 2011, 16:37
Сообщение #29


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 192
Регистрация: 10-03-07
Из: г. Тольятти
Пользователь №: 26 026



Цитата(Прохожий @ Apr 21 2011, 22:43) *
Аккумулятор 3.7 Вольта имеет право разрядиться хотя бы до 3-х Вольт?


Цитата(Microwatt @ Apr 22 2011, 02:49) *
Аккумулятор, для сведения, изготовители до 2.7-2.8 вольта разряжают.. Т.е. повышалка для 3.3 нужна.


Цитата(Artem_Petrik @ Apr 23 2011, 11:57) *
Посмотрев на разрядную характеристику аккумулятора от GP (не помню уже конкретно какого), я увидел, что потеря емкости при таком подходе составляет порядка 15% (на графике разряда напряжение падает с 3,3 до 2,8 очень быстро). 


У LiIon Panasonic CGA103450A при разряде током 0,2С до уровня 3,6В остается менее 5% полной емкости, а при токе разряда 1С до 3,5В не более 10%. Посмотрел по другим батареям - примерно тоже самое (Т=20гр. С). Правда при отрицательной температуре разрядная характеристика более пологая. Поэтому, если батарея используется при Т>0 и тем более с небольшим разрядным током, доить ее ниже 3,5В нет резона. То есть для получения 3,3В достаточно одного Step Down'а. Тем более, что существуют м/с этой топологии (например, серия TPS6220x), которые при критическом падении разности между входным напряжением и выходным, просто на постоянку открывают внутренний ключ, обеспечивая беспрепятственный транзит входного напряжения на выход (LOW DROPOUT OPERATION 100% DUTY CYCLE). Это означает, что можно, при необходимости, разряжать батарею хоть до 3,3В, а то и ниже.
2.8В я бы сделал на LDO из 3,3В, а 1,8В - на выбор LDO или Step Down. Итого: 2-3кв. см. на печатной плате.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Прохожий
сообщение Apr 23 2011, 16:38
Сообщение #30


Cундук
*****

Группа: Участник
Сообщений: 1 478
Регистрация: 13-11-06
Из: Ростов-на-Дону
Пользователь №: 22 269



Цитата(dubb @ Apr 23 2011, 20:33) *
...хотя в этом случае, наверно использовать SEPIC, думаю изучив даташиты и пару статей по теме - что-нибудь соображу, несмотря на отсутстие опыта в этой сфере biggrin.gif

Безумству храбрых поем мы песню...
Надеюсь, это устройство чисто для домашнего использования?
Go to the top of the page
 
+Quote Post

3 страниц V  < 1 2 3 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 18th July 2025 - 16:36
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01623 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016