Батарейное питание ATmega48, обеспечение максимального времени "жизни" Опции

[ivainc1789]

Данный контроллер предполагается использовать при питании от батареи 3V. Вывод питания контроллера соединен с батареей через простейший Step-Up преобразователь (индуктивность плюс диод плюс ключ-транзистор). Хотелось бы, чтобы контроллер сам следил за собственным питанием, обеспечивая его на уровне 5V путем управления преобразователем. Нагрузка (остальная часть схемы) питается от 5V контроллера и потребляет (кратковременно) не более 10 mA.
Возможно ли сделать такое?
Как я понял, основная проблема - как обеспечить абсолютно минимальное потребление в состоянии выкл. устройства. Желательно использовать режим power down. Однако и за собственным питанием кристалла надо следить. Для этого при естественном снижении собств. питания в течении разрядки батареи нужно просыпаться, накачивать ключом преобразователя энергию до достижения питания 5V и снова засыпать.
Проблема в том, как просыпаться из power down по достижению опасного снижения напряжения питания? Компаратор в этом режиме не работает, источник опоры нужен, есть и может быть включенным, но... зачем?
Решение одно: импульсное просыпание, настройка внутр. периферии и снова сон...
Хотелось бы с помощью разумной доп обвески сделать wake-up ТОЛЬКО, когда зафиксировано опасное снижение питания...
А может лучше плюнуть и применить NCP1450 - ШИМ-контроллер от ON SEMICONDUCTOR для повышающего преобразователя напряжения (5В, 400мА, 180кГц, КПД 88%), способный работать от 0,6В. Для построения полного преобразователя достаточно всего пяти внешних компонентов и силового ключа с низким сопротивлением открытого канала для получения выходного тока до 1А. NCP1450A способен пропускать некоторые импульсы для сохранения высокого КПД при малых токах нагрузки?

[Diusha]

Если уровень не меняется (5В), однозначно регулировку надо делать без контроллера.
А, собственно, зачем 5В, если есть 3. mega48 работает от 2.7…5.5В, mega48V – 1.8…5.5.

[slog]

Микроконтроллер тебе надо питать сразу от батареек, без пробразователя, тогда можно получить небольшой средний потрблямый ток. От 5V ОЧЕНЬ желательно отказаться вообще, если это совсем нельзя, то включать 5V стабилизатор только на время работы. Используй готовый импульсный стабилизатор.

[CD_Eater]

А не лучше ли будет контроллер питать 3 вольтами от батареи напрямую, а 5-вольтовую периферию, когда она кратковременно требуется, запитывать простейшим умножителем
http://www.caxapa.ru/sch/multiplier.html

[at90]

я юзал степ up NCP1402?, Он работает до 0.6 вольта. А на выходе 3.3 вольта

[Wild007]

Я использую MAX1674 КПД до 90%, минимум навесных деталей. Есть вывод LOW BATTERY DETECT OUT использую для вывода индикации о замене батареи. Работает от 1.1 В выход 3В или 5В. Очень советую.

[mse]

Ужас...Зачем 5В-то? В повердовн м48 будет жрать около 100нА на 3В. При повышении до ~4Впотребление резко растёт. Если пользовать часовой генератор, он будет есть около 4мкА. С часовым генератором и просыпанием от него раз в сек. для исполнения 1000 циклов кода@8MHz от нутряного Р-Ц, потребление было 7,5мкА. Для 200ма/Ч батарейки это примерно 3 года.

[IgorKossak]

Поскольку проблема мониторинга собственного напряжения питания всё ещё на повестке дня, то делать это можно внешним дешёвым микромощным компаратором/супервайзером.
Из powerdown режима atmega48 может выйти по прерываниям int0, int1, pinchange, что в данном случае весьма кстати.
Потребление будет минимальным.
Опрос же состояния питания раз в секунду проблемы не решает.

[ivainc1789]

Попробую ответить всем по порядку.
Рассматривается только часть схемы. На самом деле есть еще обычный ист. питания на 9V. При аварийном его отключении и должно происходить переключение на батарейное. Кроме того, схеме требуется два питания 5 и 15 вольт. ATmega48 по совместительству выполняет еще ряд функций чем и обусловлен ее выбор.
Питать от батарейки нельзя, т. к. из нее нужно выжать все. Примем это за условие задачи.
За ссылки на степ апы спасибо. Но это крайний вариант.
Из power down контроллер должен выходить при опасном снижении напряжения батареи. Нужна опора! Она есть внутри (1,1V) и может быть включена. Но это потребует внешнего навеса. Идея: поставить на выходе микро стабилизаторы LP2951 на 5 и 15 вольт. Тогда я склоняюсь к импульсному режиму работы меги: раз в секунду просыпаться, если уровень напряжения на входе стабилиз опасно уменьшился - подкачать преобразователем это напряжение до требуемого (20V), выполнить доп. задачи и снова сон. Сделать из 3.6 вольт 20 степ апом можно, если использовать в преобразователе индуктивность с отводом. Кста, по цепям 5 и 15 вольт при штатном питании потребление до 80 мА. В целом мне кажется оптимальное решение.
Использовать pin change для детектора снижения напр питания нельзя, т. к. само напр питания снижается при разряде батареи.
И последнее. В меге48 нет усилителя на входе ADC, так ли это принципиально? Ведь мне 20 вольт на входах LP2951 точно держать не надо - достаточно коэфф. стабилизации самих стабилизаторов.

[ivainc1789]

Я использую MAX1674 КПД до 90%, минимум навесных деталей. Есть вывод LOW BATTERY DETECT OUT использую для вывода индикации о замене батареи. Работает от 1.1 В выход 3В или 5В. Очень советую.

Где покупали? Мне менее чем за 150р. в розницу найти не удалось.

[Wild007]

Я использую MAX1674 КПД до 90%, минимум навесных деталей. Есть вывод LOW BATTERY DETECT OUT использую для вывода индикации о замене батареи. Работает от 1.1 В выход 3В или 5В. Очень советую.

Где покупали? Мне менее чем за 150р. в розницу найти не удалось.

Наша фирма работает сRainbow Technologies - электронные компоненты и при опте мы имеем хорошую скидку.

[Andreas1]

Питать от батарейки нельзя, т. к. из нее нужно выжать все. Примем это за условие задачи.

и как будет происходить включение при выжатой батарейке и без внешнего Step-up ???
Ставьте NCP.... и не мучайтесь, дешево($0,7 в серии), жрет мало, есть режим пропуска импульсов при малом токе и без проблем.

[mse]

Чего-то, видать, у меня с головой...

На самом деле есть еще обычный ист. питания на 9V. При аварийном его отключении и должно происходить переключение на батарейное. Кроме того, схеме требуется два питания 5 и 15 вольт. ATmega48 по совместительству выполняет еще ряд функций чем и обусловлен ее выбор.
Питать от батарейки нельзя, т. к. из нее нужно выжать все. Примем это за условие задачи.

Ну ладно, приключилась авария. Перешли на батарейку...М48 может напрямую работать с батареи. Остальная часть схемы, что, тоже должна в этот момент работать? Типа м48 в ауте, а схема стукотит?

Из power down контроллер должен выходить при опасном снижении напряжения батареи. Нужна опора!

Отлично, батарея села, м48 проснулась и чего? Заменила батарею? Смысл срочно-обморочно просыпаться?

Идея: поставить на выходе микро стабилизаторы LP2951 на 5 и 15 вольт. Тогда я склоняюсь к импульсному режиму работы меги: раз в секунду просыпаться, если уровень напряжения на входе стабилиз опасно уменьшился - подкачать преобразователем это напряжение до требуемого (20V), выполнить доп. задачи и снова сон...Кста, по цепям 5 и 15 вольт при штатном питании потребление до 80 мА. В целом мне кажется оптимальное решение.
Использовать pin change для детектора снижения напр питания нельзя, т. к. само напр питания снижается при разряде батареи.

Это я вообще не понимаю...Громадные токи потребления...и мы экономим миллиамперы для м48. Зачем её тогда в повердовн? В идле ей само то место. А там всё чё хошь сможет работать. Любая периферия, в смысле.
ИМХО такое, что задача как-то не обдумана...Раз стоко жрётся, ставить кислотный аккум на 12В от УПСа какого. Хоть КПД на повышение будет человеческим. 15В@80mA из 3,6V с КПД 90%...ну-ну.

[ivainc1789]

Это я вообще не понимаю...

Я хотел ограничиться частичным описанием задачи, но видно не выходит.
В общем, проблема в следующем. Есть переносной измерительный прибор с батарейным питанием от аккома 3.6 вольт. Сама нагрузка - схема измерений, состоит из цифровой и аналоговой части, управляемых мегой 16. К такой нагрузке требуется разработать источник питания от бычного адаптера напряжением 9 - 20 вольт с возможностью резервирования и максимально продолжительной работой от батареи, на случай, если прибором будут пользоваться в полевых условиях.
Максимальный ток потребления измерительной схемы (суммарный) 70 мА. В зависимости от условий питания, прибор может ограничить некоторые виды измерений в полевых условиях и снизить запрашиваемый суммарный ток потребления до 25 мА.
Предлагаемое решение см. на рисунке. Какие будут предложения?

[CD_Eater]

Раз прибор предназначен для использования человеком (то есть, включается-выключается вручную на время проводимых измерений), то нет смысла загонять управляющий МК в спящий режим - пусть жрёт свои 2-3 мА постоянно, пока включен (причём жрёт напрямую от батарейки, чтобы степ-ап работал только в момент измерений).
Задача по существу состоит в том, чтобы сделать степ-ап с 3.6 вольт до 5...9 с хорошим КПД (или два - один на 5, другой на 9, чтобы КПД точно был хороший). В ту сторону и копайте, не отвлекаясь на мелочи.