Regulador de impulso ou fanfarrão para a duração da bateria?

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Quero criar um nó de sensor sem fio que funcione a cerca de 2,5v. Estou tentando decidir entre executar 3 pilhas alcalinas em série com um conversor buck ou em paralelo com um conversor boost. Eu acho que se os dois conversores tiverem a mesma eficiência, digamos 88%, eles funcionariam tanto quanto o outro?

A corrente necessária para este projeto deve ser <200mA

Matt Williamson
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Por que não obter um dinheirinho / impulso que funciona de 3V a 1,8V e usar apenas dois em série? Permite alguma passagem, para que você obtenha uma eficiência superior a 88%. Ou qual é o alcance de entrada do seu sensor? Você precisaria de um regulador se ele levasse de 3V a 1.8V?
Transeunte
Eu adoraria pular um regulador, mas estou usando o ADC no MSP430, que acredito que requer um mínimo de 2,2v. Você pode elaborar um pouco sobre o dinheirinho / reforço em série? Você está dizendo algo como ter a tensão aumentada e depois compensada terá maior eficiência?
Matt Williamson
Ah não. Eu quis dizer um buck / boost, um ic que regula tanto para cima quanto para baixo, conforme necessário. E duas em série, eu quis dizer duas baterias em série para a faixa completa de 3,0V - 1,8V. Qual MSP430?
quer
Além disso, não estou bloqueado no MSP430. É atraente devido à baixa contagem de componentes e baixa potência. Sou muito aberto à linha STM32.
Matt Williamson
Eu não me conformei com um modelo específico, mas estava olhando para qualquer um com um sensor Temp.
Matt Williamson

Respostas:

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Eu faço esse tipo de coisa para viver. Presumivelmente, seu sensor passará a maior parte do tempo dormindo, apenas acordando para fazer uma leitura ou enviar dados periodicamente. Nesse caso, um regulador linear pode ser uma opção melhor.

Por exemplo, um TPS78225 forneceria 2,5V a 150mA. Lembre-se de que os picos na demanda atual podem ser atendidos por limites e indutores. Este dispositivo possui uma corrente quieta de 0,5uA; portanto, se o dispositivo passar a maior parte de sua vida dormindo, você poderá descer para a faixa de um dígito de uA.

Em vez de usar 3 células, considere usar 4 (2x2) ou talvez uma química diferente (o lítio fornecerá 3,6V por célula). Obviamente, você precisa minimizar a queda de tensão do LDO.

Esse método provavelmente será muito mais eficiente do que qualquer sistema de comutação se sua corrente ociosa for muito baixa. Você pode até fazer uma solução híbrida em que usa um LDO para o microcontrolador e regulador de comutação, que é ligado apenas quando necessário.

do utilizador
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Essa é uma ideia muito interessante! Faz sentido para mim.
Matt Williamson
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Em geral, e todas as outras coisas sendo mais ou menos iguais, as perdas de I 2 R serão o principal custo da eficiência em um conversor de energia. Portanto, seria um objetivo manter as correntes o mais baixo possível.

Isso implica que a eficiência geral do sistema será melhor com um conversor buck do que com um conversor boost. As correntes médias nas baterias, na bobina e no elemento de comutação serão todas mais baixas.

Dave Tweed
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Com um booster, você ainda poderá fazer com que funcione perto de 0,5 volts. Se todos os 3 da série caíssem para cerca de 0 9 volts, você provavelmente ficaria mal. Portanto, é um impulsionador para minha escolha, mas escolha seu chip com cuidado. Além disso, você deve considerar que todas as três baterias precisam ter carga igual ou haverá outras perdas. Não é assim em série.

Informações adicionais sobre a ESR da bateria que devem ser levadas em consideração - a resistência efetiva em série de uma bateria alcalina "típica" é de cerca de 0,3 ohms (consulte o arquivo PDF do Energizer ). Para uma configuração em série, o ESR será de cerca de 0,9 ohms e para 3 baterias paralelas "carregadas" igualmente, o ESR é de 0,1 ohms.

Andy aka
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Se três em série estivessem em .9v, isso não significa que o dólar ficaria em 2,7? Falharia porque muitas fichas precisam de uma margem adequada para o vin sobre o vout ou por algum outro motivo?
Matt Williamson
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sim, você precisa de um pouco de margem e talvez cerca de 0,8333 seja o limite teórico.
Andy aka
Você pode recomendar um chip em potencial?
Matt Williamson
Qual é a sua faixa atual de carga? Com isso, podemos fazer uma recomendação para as opções buck e boost. Alguns conversores buck têm bypass ou capacidade de ciclo de trabalho de 100%, para que possam trabalhar até quase o limite teórico, mas Andy está certo de que você poderia fazer melhor uso da energia nas células com um conversor de impulso.
John D
Eu editei a pergunta. Eu preciso de cerca de 200mA, arredondado.
Matt Williamson
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Correto, mas a eficiência varia com a carga, portanto, eles teriam que ter o mesmo perfil de eficiência em sua faixa de operação. Além disso, alguns controladores / conversores possuem modos de eficiência de carga leve que podem fazer uma grande diferença na vida útil da bateria se o sensor não consumir muita corrente ou se tiver um modo de economia de energia ou suspensão.

John D
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Para o passo-down, eu estou considerando isso: digikey.com/product-detail/en/LXDC2HL25A-053/490-5793-1-ND/...
Matt Williamson