Здравствуйте! Подскажите оптимальный путь решения проблемы - получить 3,6В из 4,2В с очень низким потреблением преобразователя. Проблема вот в чем: собираю устройство на ATxmega, она по datasheet питается максимум от 3,6В. Я поставил 3 аккумулятора 1,2В NiMH емкостью 2700 mHh. После полной зарядки аккумуляторов с удивлением обнаружил, что напряжение на них 1,33В. Теперь мучась как быть. Устройство портативное, в основном находится в спящем режиме с потреблением в десятки мкА, при просыпании импульсный ток может достигать 1,5А, поэтому необходим преобразователь с очень низким потреблением. Пока приходит одно решение - поставить DC/DC преобразователь. Нет ли какого более подходящего решения?
Полная версия этой страницы: Получить 3,6В из 4,2В
Цитата(Jeca @ Mar 8 2013, 20:27) 
Здравствуйте! Подскажите оптимальный путь решения проблемы - получить 3,6В из 4,2В с очень низким потреблением преобразователя. Проблема вот в чем: собираю устройство на ATxmega, она по datasheet питается максимум от 3,6В. Я поставил 3 аккумулятора 1,2В NiMH емкостью 2700 mHh. После полной зарядки аккумуляторов с удивлением обнаружил, что напряжение на них 1,33В. Теперь мучась как быть. Устройство портативное, в основном находится в спящем режиме с потреблением в десятки мкА, при просыпании импульсный ток может достигать 1,5А, поэтому необходим преобразователь с очень низким потреблением. Пока приходит одно решение - поставить DC/DC преобразователь. Нет ли какого более подходящего решения?
1. А почему именно 3.6В на выходе ? Вам ведь 3.3В надо получить, разве не так ?
2. Ничего удивительного, посмотрите графики напряжений у того же Панасоника:
http://www.panasonic.com/industrial/includ...MH_Overview.pdf
http://www.panasonic.com/industrial/includ...argeMethods.pdf
http://www.panasonic.com/industrial/includ...Precautions.pdf
Импульсный преобразователь (Step-Down) при такой разнице напряжений почти наверняка будет работать плохо. Я уже молчу о том, что у разряженного аккумулятора напряжение может упасть до 1.1В и ниже.
Можно в спящем режиме питать прибор от микропотребляющего LDO:
http://www.microchip.com/ParamChartSearch/...10&lang=en#
После пробуждения прибор под управлением программы включает мощный импульсник (см. выше замечание о низкой разнице напряжений !!!), и в результате LDO автоматически выключается. Когда нужно заснуть, или ожидается, что ток потребления будет невысоким, программа отключает импульсник и автоматически включается LDO.
Вообще, задача сложная. Уверенно скажу, что очень сложная. И поставлена она почти наверняка некорректно. Я бы серьезно задумался о том, так ли уж необходимо питать прибор именно от четырех NiMh. так, например, применение любой стандартной батареи из двух банок LiIon на порядок упростит вашу задачу. мало того, в состав такой батареи входит схема защиты от переразряда/перезаряда и КЗ, а это огромный плюс.
Резюмирую. Пока не поздно, советую пересмотреть ваше решение о выборе именно четырех аккумуляторов и именно типа NiMh ...
P.S. А что за прибор ? Можете описать подробнее ?
Цитата(Jeca @ Mar 8 2013, 21:27)
Пока приходит одно решение - поставить DC/DC преобразователь. Нет ли какого более подходящего решения?
После пробуждения прибор под управлением программы включает мощный импульсник (см. выше замечание о низкой разнице напряжений !!!), и в результате LDO автоматически выключается. Когда нужно заснуть, или ожидается, что ток потребления будет невысоким, программа отключает импульсник и автоматически включается LDO.
После пробуждения прибор под управлением программы включает мощный импульсник (см. выше замечание о низкой разнице напряжений !!!), и в результате LDO автоматически выключается. Когда нужно заснуть, или ожидается, что ток потребления будет невысоким, программа отключает импульсник и автоматически включается LDO.
Вообще в современных микросхемах импульсных стабилизаторов такой режим встроен. При сбросе тока, силовой транзистор переходит в режим LDO... У Микрела точно знаю, что это есть...
Цитата
поэтому необходим преобразователь с очень низким потреблением. Пока приходит одно решение - поставить DC/DC преобразователь. Нет ли какого более подходящего решения?
При такой малой разнице между входом и выходом ставить только LDO. Современные DC/DC потребляют на много больше современных LDO, а эффективность преобразователя при такой разнице повышенные потери не компенсирует. Ну и как я понимаю для всего остального кроме xMega питание устраивает. Тогда что-бы не гемороиться с мощным LDO который там не сильно нужен, можно мощные потребители запитать от отдельного питания - возможно прямо от батареи.
ЗЫ. Причем никаких переключений между мощным и маломощным питанием. Отдельно питание мощных цепей (возможно отключаемое на время сна), отдельно LDO для xMega и может еще чего мелкого...
PPS. На вскидку 150мА TPS78233 (3,3В) или TPS78236 (3,6В) в корпусе SOT23-5 стоимостью от 25 центов если брать много, потребляет около 0,5мкА. Минимальное потребление которое я находил у DC/DC лежит с учетом тока делителя в пределах 11-13мкА.
Ну почему не полистать хоть какой-нибудь букварь, прежде чем браться за разработку? Смотрим.
"Зарядка производится электрическим током при напряжении на элементе до 1,4 — 1,6 В. Напряжение на полностью заряженном элементе без нагрузки составляет 1,4 В. Напряжение при нагрузке меняется от 1,4 до 0,9 В. Напряжение без нагрузки на полностью разряженном аккумуляторе составляет 1,0 — 1,1 В (дальнейшая разрядка может испортить элемент). "
Стартер понимает, а значит и формулирует задачу некорректно. Начнем с того, что напряжение на батарее может быть от 4.2 до 3.6 вольта а при буферном заряде и до 4.8. Следовательно, просто погасить часть напряжения до 3.6 вольта не получается.
Цифра 3.6 вольта взята непродуманно, в надежде "упростить" задачу. Нужно брать из стандартного ряда, например, 3.3 вольта.
Хотя контроллеры работают в диапазоне 1.6-3.6 вольта, наверняка можно и меньшее напряжение выбрать. Во всяком случае, выбирать предельно-допустимые 3.6 вольта - опрометчиво. Вы просто не обеспечите точность его установки в серии, без запаса по допускам.
Тут еще непонятна система в сборе, как она выглядит? Вполне может быть, что достаточно через микромощный стабилизатор питать МК в дежурном режиме. А уже все остальное, силовое, выходное - по команде МК напряжением какое есть, без преобразований и стабилизации.
"Зарядка производится электрическим током при напряжении на элементе до 1,4 — 1,6 В. Напряжение на полностью заряженном элементе без нагрузки составляет 1,4 В. Напряжение при нагрузке меняется от 1,4 до 0,9 В. Напряжение без нагрузки на полностью разряженном аккумуляторе составляет 1,0 — 1,1 В (дальнейшая разрядка может испортить элемент). "
Стартер понимает, а значит и формулирует задачу некорректно. Начнем с того, что напряжение на батарее может быть от 4.2 до 3.6 вольта а при буферном заряде и до 4.8. Следовательно, просто погасить часть напряжения до 3.6 вольта не получается.
Цифра 3.6 вольта взята непродуманно, в надежде "упростить" задачу. Нужно брать из стандартного ряда, например, 3.3 вольта.
Хотя контроллеры работают в диапазоне 1.6-3.6 вольта, наверняка можно и меньшее напряжение выбрать. Во всяком случае, выбирать предельно-допустимые 3.6 вольта - опрометчиво. Вы просто не обеспечите точность его установки в серии, без запаса по допускам.
Тут еще непонятна система в сборе, как она выглядит? Вполне может быть, что достаточно через микромощный стабилизатор питать МК в дежурном режиме. А уже все остальное, силовое, выходное - по команде МК напряжением какое есть, без преобразований и стабилизации.
Цитата(Jeca @ Mar 9 2013, 03:57)
получить 3,6В из 4,2В с очень низким потреблением преобразователя. Проблема вот в чем: собираю устройство на ATxmega, она по datasheet питается максимум от 3,6В. Я поставил 3 аккумулятора 1,2В NiMH емкостью 2700 mHh. После полной зарядки аккумуляторов с удивлением обнаружил, что напряжение на них 1,33В. Теперь мучась как быть. Устройство портативное, в основном находится в спящем режиме с потреблением в десятки мкА, при просыпании импульсный ток может достигать 1,5А, поэтому необходим преобразователь с очень низким потреблением. Пока приходит одно решение - поставить DC/DC преобразователь. Нет ли какого более подходящего решения?
Поставьте микропотребляющий LDO на питание одной только ATxmega, а остальные цепи, которые потребляют большой ток, питайте напрямую. Найти LDO с выходным током порядка 100 мА, который сам потребляет 0.5...1.5 мкА, надеюсь, сможете сами.
Цитата(kovigor @ Mar 8 2013, 21:36)
Резюмирую. Пока не поздно, советую пересмотреть ваше решение о выборе именно четырех аккумуляторов и именно типа NiMh ...
P.S. А что за прибор ? Можете описать подробнее ?
P.S. А что за прибор ? Можете описать подробнее ?
Устройство - GPS маячок, на борту ATxmega, SIM900R и ml8088s (Знаю, что готовый купить гораздо дешевле. Разрабатываю исключительно с целью получения опыта. Сам работаю программистом, решил потихоньку освоить схемотехнику, в том числе и разводку печатной платы). Плата уже спаяна, на ней не предусмотрена схема заряда аккумуляторов, поэтому перейти на LiIon не вижу большого смысла, ведь их желательно все время подзаряжать.
Цитата(ArtemKAD @ Mar 8 2013, 22:55)
При такой малой разнице между входом и выходом ставить только LDO. Современные DC/DC потребляют на много больше современных LDO, а эффективность преобразователя при такой разнице повышенные потери не компенсирует. Ну и как я понимаю для всего остального кроме xMega питание устраивает. Тогда что-бы не гемороиться с мощным LDO который там не сильно нужен, можно мощные потребители запитать от отдельного питания - возможно прямо от батареи.
ЗЫ. Причем никаких переключений между мощным и маломощным питанием. Отдельно питание мощных цепей (возможно отключаемое на время сна), отдельно LDO для xMega и может еще чего мелкого...
PPS. На вскидку 150мА TPS78233 (3,3В) или TPS78236 (3,6В) в корпусе SOT23-5 стоимостью от 25 центов если брать много, потребляет около 0,5мкА. Минимальное потребление которое я находил у DC/DC лежит с учетом тока делителя в пределах 11-13мкА.
ЗЫ. Причем никаких переключений между мощным и маломощным питанием. Отдельно питание мощных цепей (возможно отключаемое на время сна), отдельно LDO для xMega и может еще чего мелкого...
PPS. На вскидку 150мА TPS78233 (3,3В) или TPS78236 (3,6В) в корпусе SOT23-5 стоимостью от 25 центов если брать много, потребляет около 0,5мкА. Минимальное потребление которое я находил у DC/DC лежит с учетом тока делителя в пределах 11-13мкА.
Точно! Самый простой способ раздельное питание для ATxmega и ml8088s (3.0-3.6В) и SIM900R (3,4 - 4,8В). Жаль, не могу найти TPS78233 в розничных магазинах типа Voltmaster, только под заказ.
Цитата(Microwatt @ Mar 8 2013, 23:30)
Ну почему не полистать хоть какой-нибудь букварь, прежде чем браться за разработку? Смотрим.
"Зарядка производится электрическим током при напряжении на элементе до 1,4 — 1,6 В. Напряжение на полностью заряженном элементе без нагрузки составляет 1,4 В. Напряжение при нагрузке меняется от 1,4 до 0,9 В. Напряжение без нагрузки на полностью разряженном аккумуляторе составляет 1,0 — 1,1 В (дальнейшая разрядка может испортить элемент). "
Стартер понимает, а значит и формулирует задачу некорректно. Начнем с того, что напряжение на батарее может быть от 4.2 до 3.6 вольта а при буферном заряде и до 4.8. Следовательно, просто погасить часть напряжения до 3.6 вольта не получается.
Цифра 3.6 вольта взята непродуманно, в надежде "упростить" задачу. Нужно брать из стандартного ряда, например, 3.3 вольта.
Хотя контроллеры работают в диапазоне 1.6-3.6 вольта, наверняка можно и меньшее напряжение выбрать. Во всяком случае, выбирать предельно-допустимые 3.6 вольта - опрометчиво. Вы просто не обеспечите точность его установки в серии, без запаса по допускам.
Тут еще непонятна система в сборе, как она выглядит? Вполне может быть, что достаточно через микромощный стабилизатор питать МК в дежурном режиме. А уже все остальное, силовое, выходное - по команде МК напряжением какое есть, без преобразований и стабилизации.
"Зарядка производится электрическим током при напряжении на элементе до 1,4 — 1,6 В. Напряжение на полностью заряженном элементе без нагрузки составляет 1,4 В. Напряжение при нагрузке меняется от 1,4 до 0,9 В. Напряжение без нагрузки на полностью разряженном аккумуляторе составляет 1,0 — 1,1 В (дальнейшая разрядка может испортить элемент). "
Стартер понимает, а значит и формулирует задачу некорректно. Начнем с того, что напряжение на батарее может быть от 4.2 до 3.6 вольта а при буферном заряде и до 4.8. Следовательно, просто погасить часть напряжения до 3.6 вольта не получается.
Цифра 3.6 вольта взята непродуманно, в надежде "упростить" задачу. Нужно брать из стандартного ряда, например, 3.3 вольта.
Хотя контроллеры работают в диапазоне 1.6-3.6 вольта, наверняка можно и меньшее напряжение выбрать. Во всяком случае, выбирать предельно-допустимые 3.6 вольта - опрометчиво. Вы просто не обеспечите точность его установки в серии, без запаса по допускам.
Тут еще непонятна система в сборе, как она выглядит? Вполне может быть, что достаточно через микромощный стабилизатор питать МК в дежурном режиме. А уже все остальное, силовое, выходное - по команде МК напряжением какое есть, без преобразований и стабилизации.
Вы совершенно правы, я понимал задачу некорректно. Цифру 3.6В взял не подумав. И документацию нужно читать от корки до корки, это верно.
Правильным решением будет поставить LDO на 3.3В для Atxmega и ml8088s, а SIM900R питать напрямую.
Цитата(=AK= @ Mar 9 2013, 03:21)
Поставьте микропотребляющий LDO на питание одной только ATxmega, а остальные цепи, которые потребляют большой ток, питайте напрямую. Найти LDO с выходным током порядка 100 мА, который сам потребляет 0.5...1.5 мкА, надеюсь, сможете сами.
Так и сделаю!
P.S. Спасибо всем за оперативный ответ. В особенности kovigor, ArtemKAD, Microwatt и =AK= !
А, может, просто поставить две батарейки вместо трёх?
Цитата(Jeca @ Mar 9 2013, 09:15)
Плата уже спаяна, на ней не предусмотрена схема заряда аккумуляторов, поэтому перейти на LiIon не вижу большого смысла, ведь их желательно все время подзаряжать.
Точно! Самый простой способ раздельное питание для ATxmega и ml8088s (3.0-3.6В) и SIM900R (3,4 - 4,8В). Жаль, не могу найти TPS78233 в розничных магазинах типа Voltmaster, только под заказ.
а SIM900R питать напрямую.
Так и сделаю!
Точно! Самый простой способ раздельное питание для ATxmega и ml8088s (3.0-3.6В) и SIM900R (3,4 - 4,8В). Жаль, не могу найти TPS78233 в розничных магазинах типа Voltmaster, только под заказ.
а SIM900R питать напрямую.
Так и сделаю!
1. Ну и что, что спаяна ? Я вам говорю, что идея использовать три таких аккумулятора при выходном напряжении в 3.3В на фоне такого огромного тока и требуемого микропотребления никуда не годится. В лучшем случае ваше устройство будет работать плохо. В худшем - такое решение приведет к выходу из строя какого-то из компонентов.
2. "SIM900R (3,4 - 4,8В)". Еще раз. Севший аккумулятор имеет полное право выдать вам один вольт вместо штатных 1.2В, а то и меньше. 1+1+1=3, а никак не 3.4. Это если ваш модуль или другая комплектуха не выгорит в дым от 4.2В, которые вы получите, полностью зарядив батарею. Кстати, для Меги 3В - это нижний предел. Опять выходит полный капут. Впрочем, иначе и не могло быть - вы засели за очень сложную для новичка задачу и даже не удосужились почитать что-либо об используемых вами аккумуляторах.
3. Сделайте и сами убедитесь, что так делать нельзя.
P.S. Любой аккумулятор нужно подзаряжать время от времени, а не только Li-Ion. Держать его подключенным к заряднику постоянно нет никакой нужды.
P.P.S. Кстати, а почему вы не хотите использовать свинцовый аккумулятор ? Например, на 6В, 4.5А*Ч ?
Цитата(Herz @ Mar 9 2013, 12:18)
А, может, просто поставить две батарейки вместо трёх?
Для SIM900R минимум 3,4В.
Цитата(kovigor @ Mar 9 2013, 16:00)
1. Ну и что, что спаяна ? Я вам говорю, что идея использовать три таких аккумулятора при выходном напряжении в 3.3В на фоне такого огромного тока и требуемого микропотребления никуда не годится. В лучшем случае ваше устройство будет работать плохо. В худшем - такое решение приведет к выходу из строя какого-то из компонентов.
2. "SIM900R (3,4 - 4,8В)". Еще раз. Севший аккумулятор имеет полное право выдать вам один вольт вместо штатных 1.2В, а то и меньше. 1+1+1=3, а никак не 3.4. Это если ваш модуль или другая комплектуха не выгорит в дым от 4.2В, которые вы получите, полностью зарядив батарею. Кстати, для Меги 3В - это нижний предел. Опять выходит полный капут. Впрочем, иначе и не могло быть - вы засели за очень сложную для новичка задачу и даже не удосужились почитать что-либо об используемых вами аккумуляторах.
3. Сделайте и сами убедитесь, что так делать нельзя.
P.S. Любой аккумулятор нужно подзаряжать время от времени, а не только Li-Ion. Держать его подключенным к заряднику постоянно нет никакой нужды.
P.P.S. Кстати, а почему вы не хотите использовать свинцовый аккумулятор ? Например, на 6В, 4.5А*Ч ?
2. "SIM900R (3,4 - 4,8В)". Еще раз. Севший аккумулятор имеет полное право выдать вам один вольт вместо штатных 1.2В, а то и меньше. 1+1+1=3, а никак не 3.4. Это если ваш модуль или другая комплектуха не выгорит в дым от 4.2В, которые вы получите, полностью зарядив батарею. Кстати, для Меги 3В - это нижний предел. Опять выходит полный капут. Впрочем, иначе и не могло быть - вы засели за очень сложную для новичка задачу и даже не удосужились почитать что-либо об используемых вами аккумуляторах.
3. Сделайте и сами убедитесь, что так делать нельзя.
P.S. Любой аккумулятор нужно подзаряжать время от времени, а не только Li-Ion. Держать его подключенным к заряднику постоянно нет никакой нужды.
P.P.S. Кстати, а почему вы не хотите использовать свинцовый аккумулятор ? Например, на 6В, 4.5А*Ч ?
Свинцовый аккумулятор не позволяют использовать габариты устройства:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нижний предел ATxmega32U - 1.6В, у ml8088s - 3.0В. Получается надо ставить LDO для питания ATxmega и DC/DC + LDO для питания SIM900R и ml8088s?
Диод поставьте последовательно в питание ATxmega, и спите спокойно. 
Цитата(Jeca @ Mar 10 2013, 08:15)
Для SIM900R минимум 3,4В.Свинцовый аккумулятор не позволяют использовать габариты устройства:
Эх, ну что ж мы сначала паяем, а потом думаем что же получилось?
Цитата(Jeca @ Mar 9 2013, 09:15)
Жаль, не могу найти TPS78233 в розничных магазинах
http://www.chipdip.ru/product1/8188410667/
Цитата(Jeca @ Mar 10 2013, 08:15)
надо ставить LDO для питания ATxmega и DC/DC + LDO для питания SIM900R и ml8088s?
Для модема сделать 3,8 В можно SEPIC, например на этом, а остальное питать от того же линейного.
Вообще, с меньшей вознёй можно было бы питать всё устройство от одной банки.
Цитата(Plain @ Mar 10 2013, 14:37)
Вообще, с меньшей вознёй можно было бы питать всё устройство от одной банки.
Литиевой? Конструктивно, конечно, удобнее, но там в конце заряда тоже 4 вольта.
Нет, NiMh.
Цитата(Plain @ Mar 10 2013, 15:30)
Нет, NiMh.
Угу, одна банка с повышением?
Да, повысить несколько проще, есть компактное, интегральное на десятки-сотни мА. Но ампер сделать уже сложновато.
А чуть не по теме, но рядом - какие вообще есть SEPIC/Buck-Boost (4.2 -3.3 ---> 3.0-3.6) чтоб недорого, не qnf..................
а если со встроенным зарядником литиевой банки - так вообще сказка , или в виде готовой платки у китайцев - задача-то
достаточно распространенная ,,,,, токи 0,25-1а интересуют .
а если со встроенным зарядником литиевой банки - так вообще сказка , или в виде готовой платки у китайцев - задача-то
достаточно распространенная ,,,,, токи 0,25-1а интересуют .
Цитата
Самый простой способ раздельное питание для ATxmega и ml8088s (3.0-3.6В) и SIM900R (3,4 - 4,8В).
Если используете SIM900 питание надо 3В т.к. по цифровым ногам этого модуля, не смотря на общее питание в 4В, максимальный уровень единицы = 3В. Модуль можно питать прямо с АКБ через полевой ключ (irlml6402 рулит). ml8088s - теоретически можно запитать от того-же LDO что и процессор, а практически т.к. устройство при работе жрущее, для него как раз стоит использовать какой-то понижающий синхронный DC/DC работающий от 3,6В входного. Мой любимый St1S10 вполне прокатит. Только стоит не забывать что даже в отключенном режиме этот DC/DC кушает пару-тройку мкА. Т.е. преобразователь для ml8088s лучше включить уже после ключа отключающего GSM-модуль.
ЗЫ. стоит на выходе St1S10 иметь напряжение пониже - 3,0...3,3В
Цитата(Herz)
А, может, просто поставить две батарейки вместо трёх?
... только теперь нужен повышающий преобразователь - посмотрите, например, TPS61090... TPS61200, и иже с ними...
тем более, что Ваш модуль не требует постоянного питания...
КПД под 90% (!) - и эти потери - только в момент работы... а собственная утечка в выключенном состоянии - какие то доли мкА... а для управления TPS как раз есть вывод, которым можно управлять от Вашего контроллера...
Советую, такое решение с 2 -я батарейками мы используем в ряде наших приборов.
...подумайте ...
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.