Батареечное питание sim900, проблемы с пуском модуля Опции

[MKdemiurg]

есть необходимостьл питания всего блока с sim900 от батарейки. Батарея LI-SOCL2 14Ач , выдаёт 4.5 А. НО, после простоя некоторого - 12-20 часов "время запуска" батареи порядка 1 секунды ( по даташиту) - а на входе модуля стоит кондёр lowesr для надёжности пуска модуля.
Только вот незадача после открытия полевика( который разрывает питание модуля) конденсатор начинает резко брать огромный ток как раз во время той секунды пуска , когда батарея разбивает оксидную плёнку, и выдать его не может. Напряжение просаживается ниже 2.7 и встроеный BOD делает ресет всего устройства.
Подскажите КАК обоити эту фишку с lowesr кондёром? С обычным танталом работало - но если батарейка подсядет - возможно модуль не запустится!!!

ЗЫ Не подскажете утечку тантала lowesr 470мкф. Хочу повесить такойже около контроллера.

Сообщение отредактировал MKdemiurg - Oct 1 2011, 10:29

[=F8=]

Ну вообще-то резко подключать разряженный конденсатор к источнику питания это нехорошая идея, независимо от батарея это или нет - просадка напряжения гарантирована. Поставьте между затвором и истоком конденсатор, чтоб увеличить время включения, только не переусердствуйте - постоянная времени ~5 - 50mc больше не надо. Если плата уже готова и добавить конденсатор нельзя то можно включать ключ как-бы шимом постепенно увеличивая ширину импульса. И еще перед ключем тоже очень желательно поставить конденсатор с емкостью не меньше чем после ключа.
На счет тока утечки ≤ 0.01CV (µA) at Rated Voltage after 5 minutes

[MKdemiurg]

Ну вообще-то резко подключать разряженный конденсатор к источнику питания это нехорошая идея, независимо от батарея это или нет - просадка напряжения гарантирована.

Поставьте между затвором и истоком конденсатор, чтоб увеличить время включения, только не переусердствуйте - постоянная времени ~5 - 50mc больше не надо.

ДА, действительно... Стоял обычный конденсатор, тантал но не lowesr - норм. работало, у него видимо зарядная характеристика пологая( мне кажесят так).

ТОЧНО, Чот самые очевидные вещи в голову не приходят ...

А как лучше сделать с p-канальником, чот неособо вьехал.




Сообщение отредактировал MKdemiurg - Oct 1 2011, 15:22

[Владимир О.]

Вообще добрый знак делать плавное открытие ключа - зачем Вам лишний импульс? Бороться с дополнительными помехами лучше всего не провоцируя их появления.

[MKdemiurg]

Какого ключа? Извините не понял. Полевика?

ДЕло в том что ШИМ отпадает. - таймеры заняты, плата "относительно" разведена, на задержках както не особо.
А вот сгладить включение кондёром . Никак не могу схему разобрать под него...
Если включать между истоком и затвором - ничего не поменяется- конденсатор моментально зарядится, а вот где сгородить RC цепь ?

Сообщение отредактировал MKdemiurg - Oct 1 2011, 17:09

[=F8=]

Два варианта на выбор, второй(с конденсатором в цепи ос) будет лучше если нежелательно уменьшать напряжение между истоком и затвором в открытом состоянии. Для грубого расчета время включения во втором варианте (U1/Uon)*(1/(R*C)) Где U1-напр лог1, Uon - напряжение З-И полевика в открытом состоянии, R - сопротивление резистора в базовой цепи(не того что между базой и землей).
PS шим необязательно делать аппаратный, если допустимо запретить прерывания на время включения можно и программно, но вариант с конденсатором конечно лучше.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[MKdemiurg]

Оо спасибо!!!
А во втором варианте получается пока конденсатор не перезарядится будет задержка? Т.е. сначала разрядится через транзистор, а потом перезарядится через резистор базы ?
Я вот думал подтянуть кондёром базу биполярника - или так хуже будет?

Для грубого расчета время включения во втором варианте (U1/Uon)*(1/(R*C)) Где U1-напр лог1, Uon - напряжение З-И полевика в открытом состоянии, R - сопротивление резистора в базовой цепи(не того что между базой и землей).

Ааа .. понятно

Сообщение отредактировал MKdemiurg - Oct 1 2011, 19:14

[=F8=]

Оо спасибо!!!
А во втором варианте получается пока конденсатор не перезарядится будет задержка? Т.е. сначала разрядится через транзистор, а потом перезарядится через резистор базы ?
Я вот думал подтянуть кондёром базу биполярника - или так хуже будет?

Будет хуже, причем намного - если поставить кондер между базой и землей то задержка будет очень сильно зависит от свойств транзистора. А если конденсатор в цепи ОС то зависимость только одна - чем выше h21 тем ближе характеристики к расчетным. В общем при условии Ib > (Ik/h21)*5 (т.е. коэффициент насыщения больше 5 - 10) сильно не промажете.

[MKdemiurg]

Два варианта на выбор, второй(с конденсатором в цепи ос) будет лучше если нежелательно уменьшать напряжение между истоком и затвором в открытом состоянии. Для грубого расчета время включения во втором варианте (U1/Uon)*(1/(R*C)) Где U1-напр лог1, Uon - напряжение З-И полевика в открытом состоянии, R - сопротивление резистора в базовой цепи(не того что между базой и землей).

Начал цепь собирать. Но чот в эих расчётах не правильно... Чем меньше кондёр тем больше время включения? Чот не сходится...
Порылся в справочнике.
Может так : (U1/Uon)*((R*C)). Если уйти от логарифма... Правда тогда даже при 2.2 мкФ время включения будет несколько мс. Этого хватит чтобы погасить "выброс" lowesr кондёра ?

[=F8=]

Ага ошибся, умножить.
Ну поехали сначала, далать сейчас один фиг нечего .
1. Выбираем резистор между затвором и истоком полевика(R1).
Биполярник принимаем BC817-40. Icb0 у него при температуре 150 градусов - 5uA
При сопротивлении резистора 10кОм напряжение З-И при закрытом транзисторе получаем 10000*5*(10^-6) = 0.05B Более чем достаточно для надежного закрытия.

2. Считаем ток коллектора открытого транзистора. В открытом состоянии падение напряжения на R1 должно быть не менее 4B, больше все равно не получится - выше питания не прыгнешь. Итого Ic = 4/10000 = 0.4mA.

3. Ток базы Ib = (Ic/h21)*10 где 10 - коэффициент насыщения. h21 = 200; Ib = (0.0004/200)*10 = 0.02mA

4. Резистор между базой и землей(R2) выбираем из условия Icb0 * R2 < 0.2 при R2 = 33kOm напряжение на базе равно 33кОm*5uA = 0.165B - подходит.

5. Ток через R2 в открытом состоянии I2 = 0.6/R2 = 0.6/33k = 0.018mA; где 0.6 - напряжение б-э открытого транзистора.

6. Ток через резистор между базой и выходом МК(R3) должен быть не меньше вычисленного тока базы и в 2-3 раза больше I2. I3 = I2*3 = 0.018*3 = 0.055mA

7. Резистор R3 < (U1 - 0.6)/I3 = (3.3 - 0.6)/0.055mA = 49.5кОм; где 3.3 напряжение лог 1 на выходе МК. R3 принимаем равным 33кОм. I3 = (3.3 - 0.6)/33000=0.082mA

8. Рассчитываем конденсатор. При включении конденсатор заряжается(точней говоря разряжается) постоянным током(т.к. конденсатор в цепи ОС превращает схему в интегратор, конечно хуже чем на ОУ, но для приблизительного расчета вполне сойдет) через резистор R3 за вычетом тока I2, следовательно U(t) = (I*t)/C. Считаем что ключ на полевике полностью открыт при напряжении 2.5B получаем:
2.5 = ((I3-I2)*t)/C -> C = ((I3-I2)*t)/2.5 принимаем tвкл = 10mC, получаем С = ((I3-I2)*10mC)/2.5 = 0.146uF. Совсем нестрашная цифра.

Прям контрольная ))

[MKdemiurg]

Прям контрольная ))

Заполняйте зачётку

Я взял bc847c и базовый резистор 5Ком и подпирающий в 30КОм. Из расчётов с разными вариациями вышло тоже самое - от 5 -20мс. Я собственно к чему, а хватит ли тому кондёру ( 470мкФ), что за полевиком 5-20 мс, чтобы существенно увеличить своё "сопротивление". Чтобы при полном открытии он не 4-5 А "хавал", а 100-200 мА, иначе батарейка просто тухнет от таких скачков... Сейчас проверяю на 1 мкФ , вроде работает

ЗЫ Кстати я использую SAFT LSH20. НО они по 250-270 грн за штуку(30-35$). Может что подешевле есть, не знаете?

Сообщение отредактировал MKdemiurg - Oct 5 2011, 14:42

[=F8=]

Заполняйте зачётку

Я взял bc847c и базовый резистор 5Ком и подпирающий в 30КОм. Из расчётов с разными вариациями вышло тоже самое - от 5 -20мс. Я собственно к чему, а хватит ли тому кондёру ( 470мкФ), что за полевиком 5-20 мс, чтобы существенно увеличить своё "сопротивление". Чтобы при полном открытии он не 4-5 А "хавал", а 100-200 мА, иначе батарейка просто тухнет от таких скачков... Сейчас проверяю на 1 мкФ , вроде работает

Да не сопротивление он уменьшит, а зарядится, просто плавно зарядится. Вы бросок тока ограничиваете внутренним сопротивлением ключа которое уменьшается не резко, а плавно. При времени включения 10мС средний ток зарядки будет порядка 0.2А, точно рассчитать нельзя, тк сопротивление ключа меняется причем нелинейно. Как нелинейные дифуры решать так проще осцилом глянуть

ЗЫ Кстати я использую SAFT LSH20. НО они по 250-270 грн за штуку(30-35$). Может что подешевле есть, не знаете?

Не знаю, с литиевыми не работал, мы своих девайсах герметичные свинцово-кислотные используем. Правда габариты ограничены только помещением

[CADiLO]

Шведы тоже суперкапацитор лепили. Отказались потом от этой затеи.

Transmit-burst synchronizing signal

As shown in the simplified schematic below, we are using a step-up/down (boost/buck) converter, in combination with a 140000 uF supercapacitor, to supply power to the SIM900 from a lithium-ion battery.

It has the advantage that it's solely the supercapacitor which supplies the large 2A transmit-burst current to the GSM module, whereby the current drawn from the battery will only be a steady-state/average value of around 200-700 mA (depending on if the module is operating in GSM or GPRS mode and factors such as transmit power, range etc.).

By using a step-up/down converter the SIM900 supply voltage is kept constant at 4.0V, even when battery voltage falls (from 4.2V down to 2.7V).

It also decreases noise/spikes on the battery side (generated from the 2A transmit-burst), which otherwise could affect stability in the remaining circuits, like noise in the audio pathway.

This method maximizes battery life significantly compared to an ordinary solution with a linear regulator or ordinary step-up/down converter, where it's the regulator/converter, and thus the battery, which has to directly supply the 2A burst current. In the ordinary power supply these high current peaks decreases battery life. Worse yet, the GSM supply voltage can also risk falling from 4V to below the minimum operable threshold of 3.2V if the battery voltage is low, or the ESR resistance through the power supply is to high, or the normally used capacitance (typically 100-2200 uF) isn’t enough to supply the burst currents.

[MKdemiurg]

Да не сопротивление он уменьшит, а зарядится, просто плавно зарядится. При времени включения 10мС средний ток зарядки будет порядка 0.2А, точно рассчитать нельзя, тк сопротивление ключа меняется причем нелинейно. Как нелинейные дифуры решать так проще осцилом глянуть

НУ я условно "сопротивлением" обозвал . В первый момент считай коротит на землю. По осцилу если судить вроде цепь помогла - провал пропал при открытии, но батарейка ЭТА - > редкостная сволоч - 12-24 часа её не загрузишь достаточно сильно- увеличивает своё внутреннее сопротивление... А осцилом проверял уже полсе загрузки... Ладно - отработкой проверю... Может придёться увеличить конденсатор ещё...

Шведы тоже суперкапацитор лепили. Отказались потом от этой затеи.

ДА как БЫ не суперкапацитор леплю. Обычный как и сказано в ДШ < 0.7 Ома, за 1.5$. Токма в 5 раз ёмкость завышена - батарейка как никак...

Transmit-burst synchronizing signal...

Ааа, я допетрил - они взяли обычную LS14500 или аналог, у неё 200 мА - предел , заряжали кондёр и работали уже с ним. Эта LSH20 сама выдаёт 4.5А в импульсном режиме и 2А в постоянном. Только её перед этим раскочегарить надо

Сообщение отредактировал MKdemiurg - Oct 5 2011, 15:27

[=F8=]

140000uF...... Да суровые шведские парни по мелочам не размениваются