Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ICs mit verschiedenen Spannungen, dritte Batterie bei Bedarf zuschalten?


von Gerald M. (gerald_m17)


Lesenswert?

Hallo,
für eine kleine, batteriebetriebene Schaltung habe ich mehrere ICs. Die 
meisten laufen mit 2-3.6V. Ein nicht ersetzbarer IC (SIM900) brauch 
allerdings zwischen 3V und 4,5V.
Dieser IC wird allerdings nur selten benötigt. Die Schaltung soll ca. 1 
Jahr halten und der Verbrauch liegt bei etwa 20uA. Hier gibt es 
natürlich verschiedenene Möglichkeiten der Spannungsversorgung.
Da die Schaltung hauptsachlich "schläft", muss eigentlich nur die 
Spannungsversorgung für den Mikrocontroller dauerhaft anliegen.
Deshalb frage ich mich, ob es auch OK ist, einfach drei Mignon Zellen in 
Reihe zu schalten, und die Spannung für den Mikrocontroller nach der 
zweiten Zelle abzugreifen.
Wird der SIM900 benötigt, würde ich einfach über einen Transistor die 
Spannungsversorgung freigeben. (Der SIM900 brauch übrigens bis zu 2A 
gepulst, durchschnittlich 200mA)
Natürlich wäre so wahrscheinlich die dritte Zelle je nach dem vor oder 
nach den anderen leer.
Jetzt die Frage: Ist so etwas eher verpöhnt, und man macht das nicht, 
oder geht das schon? Oder wäre es doch besser einen Konverter zu nehmen, 
und z.B. aus 2 Zellen 3,3V herzustellen? Allerdings sieht das für mich 
meistens so aus, wie wenn die sparsamen Konverter nicht genug Strom 
erzeugen, oder die großen zu unsparsam sind.
Bei der Spannungsversorgung bin ich übrigens frei, so wäre auch ein 
Stepdown mit zwei Li-Ion Akkus denkbar.

von Schreiber (Gast)


Lesenswert?

Gerald M. schrieb:
> Ein nicht ersetzbarer IC (SIM900) brauch
> allerdings zwischen 3V und 4,5V.

Passt doch genau für eine Lithiumbatterie, die liefern 3,6V

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Wenn du in Reihe geschaltete Batterien nicht gleichmäßig belastest, 
werden die stärker entladenen Batterien schneller leer, als bei 
gleichmäßiger Belastung. Bei Akkus kann das zu deren Zerstörung durch 
Tiefentladung führen.

Es ist also technisch gesehen besser den Mikrocontroller auch mit allen 
4 Zellen zu versorgen, ggf. über einen linearen Spannungsregler 
(LP2940-3.3), der die überschüssige Spannung verheizt.

Wenn jedoch dein Mikrocontroller fast gar keinen Strom verbraucht, und 
daher alle Zellen beinahe gleich schnell entladen werden, kannst du den 
Effekt vernachlässigen.

von Marek L. (mareklew)


Lesenswert?

Gerald M. schrieb:
> für eine kleine, batteriebetriebene Schaltung habe ich mehrere ICs. Die
> meisten laufen mit 2-3.6V. Ein nicht ersetzbarer IC (SIM900) brauch
> allerdings zwischen 3V und 4,5V.

MCP 16251 (gibt's bei Reichelt) + 47µH Drosselchen (ditto) + zwei R und 
zwei C.
Macht aus Deiner 2-3.6V auf Anforderung z.B. 4.2V genau, ohne 
Anforderung trennt die Last.
Braucht 0.6µA (600nA) in ausgeschaltetem Zustand, 14µA wenn er taktet 
(plus natürlich was die Last braucht).

Gruß,
Marek

von Knobikocher (Gast)


Lesenswert?

Gerald M. schrieb:
> (Der SIM900 brauch übrigens bis zu 2A
> gepulst, durchschnittlich 200mA)

Folgendes gilt für SIM968, Ähnliches steht sicherlich im Datenblatt zum 
Sim900:
2A für 577µs, dann 4,615ms normaler Stromverbrauch. Immer wenn ein 
Sende-Burst kommt. Die 2A werden deine Mignons eher widerwillig liefern. 
Die Spannung darf um 300mV absinken im Burst. Demnach kannst du dir 
deine Kapazität zur Überbrückung ausrechnen.
Aus einer Batterie direkt wirst du aufgrund des Innenwiderstands die 2A 
nicht ohne Puffer geliefert bekommen. Schaltwandler, welche so einen 
Strom liefern, werden auch zu große Leerlaufverluste mit sich bringen, 
angesichts der 20µA. Schaltwandler abschalten per Mosfet ist eine 
mögliche Lösung.

von Marek L. (mareklew)


Lesenswert?

Marek Lewandowski schrieb:
> MCP 16251 (gibt's bei Reichelt) + 47µH Drosselchen

200mA Durchschnitt schafft er, allerdings die 2A habe ich übersehen...
Stütz-Elko dürfte groß fallen...
Trotzdem, in die Richtung (DC/DC step-up) würde ich gehen, nur mit 
anderem Wandler + ggf. ein MOSFET zum Trennen der Last im Ruhemodus.

Gruß,
Marek

von Gerald M. (gerald_m17)


Lesenswert?

Danke schonmal.
Als Kondensator bräuchte ich ja einen mit C=I*t/U=2*0,0006/0,3=4000µF.
Schon etwas klobig das Ding, aber wenn ich den mit rein hänge, reicht es 
wenn die die Spannungsquelle 200mA schafft.

Die meisten von euch sind also eher für 2xAA, da der Mikrocontroller 
direkt dran, und das SIM900 an einen Stepup, welcher bei bedarf 
eingeschalten wird.

Da muss der Stepup ja dann nicht mehr so sparsam sein, weil die Minute 
in der das SIM900 an ist, macht es keinen Unterschied ob es 14µA oder 
10mA Eigenverbrauch sind. Wichtig wäre mir da dann eher, das der Stepup 
eheer Richtung 300+mA schafft. Aber dann habe ich ja eine Richtung :)

von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

Eure Rechnerei in allen Ehren, aber es gibt einige Schaltkreise, die 
beim kleinsten Spannungssprung schon außer Tritt geraten. Das sollte man 
hier mal testen bevor man große Klimmzüge macht.

von Gerald M. (gerald_m17)


Lesenswert?

Ja, natürlich teste ich das. Das sind eben die Angaben die im SIM900 
Datenblatt stehen.
Ich denke ich werde Alles mit zwei AA Batterien betreiben, und bei 
bedarf den PAM2401 zuschalten. Der kostet weniger als 1€ und liefert bis 
zu 1A bei 3,3V. (wird also eher durch die AA Batterien begrenzt). 
Außerdem hat er einen disable Pin, bei dem er etwa 0.1µA brauch. Ich 
brauche also nichteinmal einen Transistor oder Mosfet.
Einen großen Kondensator bekommt der SIM900 natürlich trotzdem.

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.