Доброго времени суток!

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
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...

mc34063

Тут наверное не все так просто как кажется на первый взгляд. МИН входного напряжения какой? Может оказаться что придется Сепик (Кук) LM2698MM делать. Далее ЛДО с 3,3-.2,8В->1,8В.

LTC3545 тройной step_down

Спасибо всем за ответы. Да, чип LTC3545 для моего случая наверно подойдет. Стоимость в районе 170 руб компенсируется тем, что на нем одном можно получить все три нужных напряжения. Да, кстати, хотел использовать для зарядки аккума микросхему от того же Linear Lechnology LTC4054.

Не подойдет.

Намекнули бы на причину.

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?
А если при этом еще и принять в расчет падение напряжения на проходном ключе, то и 2.8 Вольта сомнительны.
Мое мнение - транзисторный обратноход + линейные стабилизаторы с малым падением на 1.8 и 2.8 Вольта.

Еще SEPIC + линейные стабилизаторы. При таких токах о КПД, обычно , не говорят.
Можно, конечно, над этим поработать, но такой огород будет по площади и стоимости, что никакого КПД не захочется.

...это зло неустойчивое.
Однозначно не для ТС.

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...
Можно и простым повышающим отбояриться подняв 3 до 3.5-3.7 вольта, а далее - лесенкой LDO.
Тут уж и старушка МС34063 в помощь на предельной частоте с каким-нить SMD дроссельком. Может, на одной керамике все и получится, без электролитов.

Вот совсем другое дело.
А до скольки вообще имеет право?


Ну зачем же LDO? Расточительство какое-то. LDO ведь не значит, что падать будет мало. Падать будет ровно столько, сколько надо. И КПД получится смешной. Я бы тогда уж вышеупомяную микросхему применил после повышателя. Всё получше. И не намного дороже.

При токе в 15 мА эта микросхема еще сама себе возьмет 4-5. И индуктивные компоненты. Ждать КПД выше 65-70% не стоит.
Понижая с 3.3 до 2.8 LDO теоретически потеряет 18%, ну 20 пусть . И второй на 1.8 потеряет 45% В сумме - не так уж плохо.
При такой мощности 55-60% - неплохой результат.
Пусть ТС посчитает в столбик.
Аккумулятор, для сведения, изготовители до 2.7-2.8 вольта разряжают.. Т.е. повышалка для 3.3 нужна.
Пожалуй, самая простая для ТС топология - действительно флай. С SEPIC без навыков не справится. Буст - невыгодно по КПД. Слишком много потом на LDO гасить придется.

Согласен, step-down в таком случае не потянет. Значит запитываем его от конденсаторной "умножалки" adm660, а далее вышеупомянутая МС от LT.
ADM660 - обещает работать с 2,5 вольт, стоит менее двух долларов, распространена, есть в DIP, два варианта частоты.
Ещё есть другие, аналогичные, lm2660 как пример

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

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.

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

Не подскажите почему? 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.

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


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 - 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.

Да нет, все правильно. Но у меня при входном 4В выход 5В. Диод шоттки. Заполнение явно больше 0,5. Все работает хорошо!

Под dc/dc имелся в виду step-down, а без удваивающей помпы, как уже упомянулось выше, напряжение на его входе может стать ниже выходного

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

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!

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

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.

Безумству храбрых поем мы песню...
Надеюсь, это устройство чисто для домашнего использования?

Да вобщем-то любой. И импульсный понижающий и LDO будут вести себя подобным образом. Упомянутый уже здесь LTC3545 вполне подойдет. На мой взгляд лепить сюда SEPIC не имеет смысла.

Поддерживаю.

А что в этом такого страшного? Ну sepic с заполнением больше 0,5, ну и что?

Так его ж делать придется. Значит разбираться с принципом работы, дроссель, закон Ома....Скукота.
А хочется чтобы три ноги запаял и - готово. Или я не угадал?

Да, это верно, хочется чтобы три ноги - и было счастье. Но если нужен закон Ома - то я найду себе в помощники какого-нибудь девятиклассника)))
Ну а если серьёзно, то т.к. разработка источника питания, не является основной задачей, то хочется на ней сэкономить, но не в ущерб качеству, поэтому если надо - буду разбираться.


Подскажите пожалуйста, как будет себя вести выход LTC3545, выдающий в нормальном режиме 3.3 вольта, при понижении входного напряжения до 3.3 и чуть ниже (до 3.0)? Хотя тут, разумнее сразу настроить на выходные 3.0 вольта...
Да и вопрос по конструктиву: какие индуктивности (дроссели) в 1.5мкГн ... 10мкГн Вы используете, имеется в виду производитель, форм-фактор, может какие-то лучше/дешевле/компактнее? Просто я с этим типом компонентов дело имею совсем нечасто...

LTC-шка будет "делать все что в ее силах". Т.е. откроет верхний ключ навсегда, и, таким образом, напряжение на выходе будет равно напряжению на входе минус падение на сопротивленях канала транзистора и дросселя.



Вопрос неоднозначный. С одной стороны, если 3 вольта допустимо, то лучше делать всегда 3.0 чтоб потребление снизить. С другой стороны, если 3 это нижний предел (т.е. -10% уже нельзя), то нужно делать выход все же с некоторым запасом. В любом случае нужно задавать напряжение большее, чем максимальный верхний порог супервизора питания или встроенного в контроллер brownout детектора.


Для начала подберите подходящий здесь а там уже все зависит от того, что купить удастся.