Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Utrzymanie stałego napięcia baterii - pytanie o układ

meffcio 02 Cze 2010 00:49 3613 17
  • #1 02 Cze 2010 00:49
    meffcio
    Poziom 11  

    Witam.
    Do pewnego projektu potrzebuję mieć możliwość utrzymania stałego napięcia +5V z zestawu baterii 4xAA. 7805 jest dobrym rozwiązaniem, ale tylko kiedy napięcie ogniw jest odpowiednio wyższe od wspomnianych 5V. Chciałbym wiedzieć, czy istnieje jakiś rodzaj łatwo dostępnego stabilizatora napięcia lub przetwornicy DC/DC, która załatwi mi ten problem nie czerpiąc przy tym za dużo prądu na swój własny pożytek.

    Słyszałem np. o AnyVolt Micro, które jest jednak dość drogie i chyba niezbyt dostępne w Polsce, oraz o układach PTH08000 i PTH08080, o których jednak nic więcej nie potrafię powiedzieć.

    0 17
  • #2 02 Cze 2010 00:58
    silvvester
    Poziom 24  

    Zapoznaj się z Buck-Boost Regulator

    0
  • Pomocny post
    #3 02 Cze 2010 10:21
    Qmexx
    Poziom 11  

    Nie podałeś ile prądu pobiera/będzie pobierało twoje urządzenie, a to ważne!

    Przyjrzyj się układom MAX710/MAX711, MAX1672EEE+ (kupisz np. w TME), LT1073 (kilkadziesiąt mA, TME), LT1107, LT1108 (TME), LT1110, LT1111 (TME), LT1173 (TME) ... i jeszcze troszkę można znaleźć... ale trzeba poszukać... :) (nie mam prowizji za promocję TME, po prostu na szybko tam sprawdziłem co z tego jest na liście towarowej) :)
    Są jeszcze niedrogie układy MCP1252 i MCP1253 (kupisz za kilka zł w TME), tyle że mają dla ciebie jeden "mały" minusik - dla 4 baterii musisz liczyć co najmniej napięcie 6V, a te scalaczki mają do 5,5V na wejściu. Podobnie MAX682 (nawet 250mA) ma napięcie wejściowe ograniczone do 5,5V. Można obniżyć jakąś diodą szeregową, ale to odradzam, bo szkoda tracić moc.
    Masz parę przykładów, obejrzyj czy ci pasują, a jeśli nie to szukaj gdzieś w około nich, może trafisz na coś jeszcze bardziej odpowiedniego dla ciebie. :)

    7805 wcale nie jest dobrym rozwiązaniem, bo po pierwsze wymaga Uwe większego o co najmniej 2V do wyjściowego, a po drugie jego prąd spoczynkowy to 6mA (i tyle żre sam stabilizator).

    P.S. Nie pamiętam już oznaczenia, ale bodajże On-Semi robiło taki ciekawy scalaczek, który najpierw podbijał napięcie wejściowe, a potem klasycznym regulatorem liniowym robił z niego 5V lub 3,3V.

    0
  • #4 02 Cze 2010 12:00
    meffcio
    Poziom 11  

    silvvester napisał:
    Zapoznaj się z Buck-Boost Regulator

    Właśnie o tym też słyszałem, ale nic sensownego nie dałem rady znaleźć, a chyba nie powiesz mi, że muszę zaprojektować cały układ na podstawie schematu z wikipedii ;p

    Qmexx napisał:
    Nie podałeś ile prądu pobiera/będzie pobierało twoje urządzenie, a to ważne!

    Ach, no właśnie. I tu pewnie większość przykładów, które podałeś, nie będą się z tego względu nadawać. To będzie jakoś 1A max, może trochę mniej. Podejrzewam, że ok. 600-700mA. Na razie nie mam jak zmierzyć, bo nie mam wszystkiego co potrzeba, ale prądy jednak na pewno rzędu kilkuset mA.

    Qmexx napisał:
    Masz parę przykładów, obejrzyj czy ci pasują, a jeśli nie to szukaj gdzieś w około nich, może trafisz na coś jeszcze bardziej odpowiedniego dla ciebie. :)

    Dzięki, ale gdyby jeszcze coś się Tobie przypomniało, to pisz. ;)

    [EDIT]
    Pierwsze wspomniane przez Ciebie scalaki są ciekawe.
    Notka
    Tylko nie widzę tu nic o maksymalnym prądzie. Jedynie
    Output:

    * 5V/250mA at VIN = 1.8V
    * 5V/500mA at VIN = 3.6V
    Czyżby to było zależne od napięcia wejściowego?

    0
  • #5 02 Cze 2010 12:36
    Qmexx
    Poziom 11  

    1A z baterii AA? Nie mało od nich wymagasz. :) Zbyt długo nie podziałają. Wg ch-k katalogowych takim prądem baterie litowe AA Energizer wypompujesz do napięcia 0,8V w ciągu max. 4 godzin, a alkaliczne (też do 0,8V) w ciągu niespełna godziny.
    A co do prądu obciążenia stabilizatora, to szukaj dalej sam, bo ja układów na większe prądy nie znam.

    Cytat:
    * 5V/250mA at VIN = 1.8V
    * 5V/500mA at VIN = 3.6V
    Czyżby to było zależne od napięcia wejściowego?
    Oczywiście, że prąd max będzie zależał od napięcia źródła. Element magazynujący energię w postaci cewki, który jest podstawą działania takich przetwornic trzeba "naładować" odpowiednim prądem i im mniejsze napięcie wejściowe, tym bardziej dają znać o sobie rezystancje zarówno cewki, jak i pozostałych składników ścieżki prądowej i owo "ładowanie" przebiega wolniej, a tym samym maleje energia przekazana na wyjście, co przy założeniu utrzymania stałego napięcia wyjściowego skutkuje mniejszym prądem.
    Na dodatek w takich rozwiązaniach impulsowych, im bardziej będą rozładowane baterie, tym większy prąd będzie z nich pobierany...
    Ehhh... nie łatwy to temat. :)
    [Edit]
    Nie jestem ekspertem w tej dziedzinie i więcej nie będę się wymądrzał, bo wyjdą z tego bzdury. :)
    [Edit2]
    Nie spotkałem się do tej pory z układami StepUp/StepDown na prądy rzędu 1A. Może są, ale ja nie znam. Spróbuj może połączenia równoległego dwóch takich przetwornic. :) Nie wiem jak te układy będą działać w takiej konfiguracji, ale zwykłe StepDown całkiem dobrze pracują mi równolegle. :D

    0
  • #6 02 Cze 2010 14:08
    meffcio
    Poziom 11  

    Qmexx napisał:
    1A z baterii AA? Nie mało od nich wymagasz. :) Zbyt długo nie podziałają. Wg ch-k katalogowych takim prądem baterie litowe AA Energizer wypompujesz do napięcia 0,8V w ciągu max. 4 godzin, a alkaliczne (też do 0,8V) w ciągu niespełna godziny.

    Ten 1A to może przesada, właściwie to pewnie na pewno, ale tak 'ptaszki ćwierkają'. Podejrzewam, że w rzeczywistości to max. tylko połowy tego będę potrzebował.

    Qmexx napisał:
    Oczywiście, że prąd max będzie zależał od napięcia źródła.

    Oj, nie całkiem o to mi chodziło ;p Chodziło mi raczej o maksymalną wydajność prądową przetwornicy, że to ona zależałaby od napięcia wejściowego, a nie prąd uzyskiwany na wyjściu. Ale jeśli jest napisane, że dla 3,6V daje 500mA, to chyba i większe da radę z niej wyciągnąć, przy takim zakresie napięć wejściowych.

    Tak właściwie, to pozostaje mi teraz tylko zdobyć ten układ i bawić się. Jeszcze gdybym wiedział, jaka ta cewka ma być, i jakie wartości reszty elementów, bo jak na razie to trochę ogłupiony jestem, i datasheet za dużo mi nie mówi... ^^'

    0
  • Pomocny post
    #7 02 Cze 2010 14:47
    Qmexx
    Poziom 11  

    MAX710 mają w Farnellu za 8,9E, ale jeszcze nigdy tam osobiście nie kupowałem. Drogo będzie, bo jeszcze przesyłka. Ciekawe czy Maxim jeszcze wysyła próbki do Polski? Mógłbyś sobie zamówić 1 lub 2 sztuki.

    W tym przypadku chyba "wydajność prądowa przetwornicy" to to samo co "prąd na wyjściu". :) (tu się troszkę nie rozumiemy, ale to nie ważne) :)

    Pewnie można i nieco więcej prądu niż 500mA pociągnąć (aby tylko nie dojść do ograniczenia prądowego klucza - max 1,5A - co wcale nie oznacza, że tyle wyprodukuje ci przetwornica), ale pewnie spadnie napięcie wyjściowe.
    Popatrz sobie na typowe ch-ki pracy (wykresy), np. na sprawność w zależności od prądu wyjściowego w trybie wysokiej efektywności, gdzie nie można się dopatrzyć więcej niż 800mA (przy Uwe=5,6V).
    W Absolute Maximum Ratings podano, że Iout = 700mA i myślę, że więcej się nie uda z niej wyciągnąć, a i to będzie tylko przy dobrze zaprojektowanym układzie.

    Co do wartości elementów, to ochłoń ;) i poczytaj dokładnie datasheeta, tam jest wszystko napisane i podane (indukcyjność i prąd max cewki, pojemności kondensatorów, dioda). :)

    0
  • Pomocny post
    #8 02 Cze 2010 16:54
    silvvester
    Poziom 24  

    kol. Qmexx , w jaki sposób uzyskać za pomocą jednego z tych układów
    MAX710/MAX711, MAX1672EEE+, LT1073 , LT1107, LT1108 , LT1110, LT1111 , LT1173
    napięcie Vout 5V przy napięciu Vin 4-6V ?


    Uściśle swoją poprzednią odpowiedź , to nie ma być buck lub boost converter
    tylko jednocześnie razem , łącznie buck–boost converter tego typu

    http://www.linear.com/pc/viewCategory.jsp?navId=H0,C1,C1003,C1042,C1116

    0
  • #9 02 Cze 2010 17:31
    meffcio
    Poziom 11  

    silvvester napisał:
    Uściśle swoją poprzednią odpowiedź , to nie ma być buck lub boost converter
    tylko jednocześnie razem , łącznie buck–boost converter tego typu

    http://www.linear.com/pc/viewCategory.jsp?navId=H0,C1,C1003,C1042,C1116

    No i jak mówiłem, poszukiwania na ten temat doprowadziły mnie do układu LTC3534, o którym w polskim rejonie Internetu prawie nic.

    A może coś na układzie mc34063?

    0
  • #10 03 Cze 2010 11:44
    silvvester
    Poziom 24  

    meffcio napisał:

    A może coś na układzie mc34063?

    Odpowiem , tak , "jeszcze czasem to się stosuje" ale głównie w aplikacjach ekonomicznych . Tam gdzie nia ma parcia na cene idzie LT , LM troche układów Texasa , czasem odzielnie przetwornica + mosfety .Dziś standardem jest qfn potrafiący dostarczyć 3A na wyjście , z radiatorem wykonanym na pcb .

    0
  • #11 07 Cze 2010 09:46
    Qmexx
    Poziom 11  

    silvvester napisał:
    kol. Qmexx , w jaki sposób uzyskać za pomocą jednego z tych układów
    MAX710/MAX711, MAX1672EEE+, LT1073 , LT1107, LT1108 , LT1110, LT1111 , LT1173
    napięcie Vout 5V przy napięciu Vin 4-6V ?

    Uściśle swoją poprzednią odpowiedź , to nie ma być buck lub boost converter
    tylko jednocześnie razem , łącznie buck–boost converter tego typu

    http://www.linear.com/pc/viewCategory.jsp?navId=H0,C1,C1003,C1042,C1116
    Znam róźnicę między buck–boost, a buck or boost i tu masz rację - w scalakach Linear'a trochę się rozpędziłem i nie doczytałem (za mało czasu). Zacząłem szukać u Maxim'a i tu się nie pomyliłem.
    W odpowiedzi cytaty z not:
    "The MAX710/MAX711 integrate a step-up DC-DC converter with a linear regulator to provide step-up/down voltage conversion."
    "The MAX1672 integrates a step-up DC-DC converter with a linear regulator to provide step-up/down voltage conversion."
    Nie są to prawdziwe buck-boost, ale obydwa MAX'y spełnią swoje zadanie! Za LT przepraszam. Twoje przykłady są merytorycznie lepsze, ale praktycznie może koledze meffcio przydać się tylko LTC3534, pozostałe IMHO albo się nie nadają, albo są przesadnie rozbudowane.

    I tu przy okazji taka mała sugestia dla meffcio: zrób prostą przetwornicę step-up na 5V+Vd i daj jakiś oszczędny stabilizator Low Dropout 5V, ale nie 7805. Rozwiązanie niskich lotów, ale może okazać się skuteczne. :)

    0
  • #12 07 Cze 2010 12:24
    meffcio
    Poziom 11  

    Qmexx napisał:
    I tu przy okazji taka mała sugestia dla meffcio: zrób prostą przetwornicę step-up na 5V+Vd i daj jakiś oszczędny stabilizator Low Dropout 5V, ale nie 7805. Rozwiązanie niskich lotów, ale może okazać się skuteczne. :)

    Proszę wybaczyć, ale laik ze mnie, i nie dość, że nie znam przykładowych układów do wykorzystania, to trochę nie do końca mi wiadomo o co chodzi. Mógłbyś to jakoś rozwinąć? Ja postaram się jeszcze poszukać co nieco w Internecie, ale z tego co pisałeś, to zajmujesz się trochę takimi rzeczami, więc prosiłbym o chociaż jeszcze jedną poradę ;)

    0
  • #13 07 Cze 2010 12:44
    al777
    Poziom 26  

    Np. LM2931-5.0 - działa już od 5,2V; dla siebie pobiera 1mA (przy obciążeniu do 10mA).
    Dość popularny w sprzęcie zasilanym z baterii, dlatego do zdobycia w większości sklepów elektronicznych.
    Uwaga - są różne wersje tego układu - na różne napięcia (również 3,3V oraz regulowany).

    0
  • #14 07 Cze 2010 13:00
    Qmexx
    Poziom 11  

    Ale chcesz mieć tanio, czy łatwo? ;)

    Jeśli tanio, to się zastanawiam (ale tak sobie gdybam, bo nigdy takiej konfiguracji nie ćwiczyłem) jak by się sprawdził układ złożony z 2 przetwornic połączonych szeregowo np. 2x MC34063: pierwsza pracuje w konfiguracji Step-Up i podbija napięcie z baterii np. do 7V... może trochę więcej, a druga w konfiguracji Step-Down i obniża to podbite do 5V. :) Nie wiem tylko, czy ta pierwsza ma wystarczający prąd klucza... najwyżej dorzuciłbyś zewnętrzny tranzystor kluczujący. Po szczegóły zajrzyj do pdf'a od MC34063. To są układy starej generacji, ale łatwo dostępne i tanie jak barszcz (~2zł).
    No i sprawność pewnie nie będzie powalająca. :)

    Jeśli chcesz łatwo, to zastosuj nowoczesne przetwornice (z gatunku "wszystkomających") buck-boost lub boost+stepdown, ale te są trudniej dostępne i kosztują czasem nawet kilkadziesiąt zł.
    Jeszcze łatwiej, to np. przetwornica zintegrowana (kompletna, nie musisz z niczym kombinować) TracoPower, np typu TEN 5-0511 (Uwe=4,5...7V, Uwy=5V / 1A), ale tu cena powyżej 100zł. :D

    meffcio, ja nie jestem ekspertem w tej dziedzinie, tak sobie czasem coś dłubię... :)
    Mamy tu na forum dużo lepszych specjalistów z wielkim doświadczeniem.

    [Edit]
    Kolego al777! meffcio chciałby 1A, a ten stab. chyba za mało prądu daje (100mA). :)

    0
  • #15 07 Cze 2010 13:52
    meffcio
    Poziom 11  

    Qmexx napisał:
    Kolego al777! meffcio chciałby 1A, a ten stab. chyba za mało prądu daje (100mA). :)

    Jak mówiłem, ten 1A to może przesada, ale fakt jest taki, że tam będzie podłączony m.in. wyświetlacz LCD 3,5" z podświetleniem LED.

    0
  • #16 08 Cze 2010 07:20
    al777
    Poziom 26  

    A nie prościej samo podświetlenie LED zasilać z napięcia niestabilizowanego ? Mniejsze straty będą.
    Nawet na "prawie wyczerpanych" bateriach dostaniesz 4*1,35V=5,4V - w sam raz.
    Do dopracowania jest kwestia stałej jasności wyświetlacza, w praktyce oznaczająca ograniczanie pobieranego przez niego prądu.
    Napisz co to za wyświetlacz i czy podświetlenie ma być zawsze włączone, to może coś podpowiem.
    [edit]
    :arrow: Qmexx
    Układ przetwornicy step-up/step-down (podwyższająco/obniżający) można zrealizować na pojedynczej kostce MC34063 - patrz znakomity poradnik projektanta przetwornic AN-920d.(str.17-19)

    0
  • #17 02 Lip 2010 14:36
    meffcio
    Poziom 11  

    Przyszły do mnie sample od MAXIMA - dwa w/w scalaki 710 i 711. Z tym, że na razie eksperymenty zostawiam na czas późniejszy, ze względu na inne obowiązki.

    0
  • #18 03 Lip 2010 13:37
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Przetwornica podnosząca napięcie niespecjalnie ma sens - traci się część energii, a jak napięcie z baterii jest za niskie, to i tak jej koniec
    jest już bliski; trochę zyskasz na używaniu częściowo rozładowanych baterii, więcej stracisz w przetwornicy, a i baterie mogą łatwo wyciec.

    Proponuję stabilizator liniowy low-drop, albo nawet ultra-low-drop - żeby stabilizował przy spadku napięcia np. do 0.2V. Prościej i lepiej.
    Chyba, że chcesz używać nie baterii 1.5V, a akumulatorków "1.2V" (naprawdę po naładowaniu mają 1.4, a 1.2 to koniec rozładowania)
    - wtedy stabilizator liniowy będzie działać tylko do 1.3V/ogniwo (pewnie 60% pojemności), a potem napięcie zacznie spadać.

    0