Hi, ich suche für ein Projekt einen Buck/Boost Wandler mit dem ich die Spannung einer Li-Ion Zelle im Bereich von 3-4,2V auf eine Ausgangsspannung von 3,3V bringen kann. Last wäre 400mA. Das ganze natürlich einigermassen effizient. :-) Von Ti habe ich mir den TPS63060 schon angesehen, klingt soweit ganz gut, aber ist schwer zu beschaffen als Privatperson und als MSOP (kann man das noch vor Hand löten?). Der LTC3440 ist soweit auch interessant aber hat das gleiche Problem der Beschaffung (aber hat wenigstens noch nen Gehäuse das "Füsse" hat. Hat jemand einen Bauteilvorschlag was ich da nehmen könnte? Unter 3V wird die Eingangsspannung nicht langsam abfallen, da die Schutzschaltung der Li-Ion Zelle dann hart abschaltet. Ohne Ladevorgang gibt die Schutzschaltung dann keinen Strom mehr her. :-) Grüße Roland
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Dafür kann ich Dir den TPS 63020 empfehlen. Damit gibt es fertige Lösungen aus dem Bereich e-Zigarette: https://www.fasttech.com/products/3023/10010021/1876300 Für ein Projekt hab ich mal die Steuerung demontiert und nur die Buck-Boost-Schaltung benutzt. Diese liefert bei 3,3V Ausgang über 2A Laststrom. Eine einfache, kleine und kostengünstige Sache.
Ich finde die Buck-Boost Konzepte auch gut, insbesondere ist auch der erwähnte TPS empfehlenswert. Allerdings sollte man anhand der Ladekurve für die jeweilige Anwendung prüfen, ob sich nicht evtl. auch ein low-drop Linearregler eignet. Die Spannung eines LiIon fällt recht schnell auf ein Niveau von 3,6..3,7V ab und erst während der letzten paar Prozent auf unter 3,3V. Ein low-drop Regler mit 0,1V Abfall würde also bis 3,4V runter funktionieren. Die Spannung am Akku sollte man dann überwachen. Wenn ich das gerade richtig überschlage, verliert man bei 0,4A Last durchschnittlich 150mW am Regler. Ob der Buck-Boost das deutlich besser kann würde ich kritisch prüfen.
Ergänzung: Noch besser geht es, wenn der betriebene uC und Peripherie auch unter 3,3V klarkommt, also von theoretisch 2,9..3,3V. Selbst bei Analogmessungen ist die Ref ja häufig 2,5V, so dass auch das kein Problem darstellt. Einzig LEDs würden kaum auffallend einen Tick dunkler werden in den letzten paar Minuten des Akkus.
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Bei 1-2mA Last (wie bei mir) ist ein LDO wie der XC6206 sicherlich eine sehr gute Wahl, bei 400mA würde ich auch auf Buck-Boost setzen. Das Datenblatt vom LTC3440 liest sich sehr gut dafür. MSOP löten ist etwas biestig, ich biege dafür alternierend die Pins nach oben und arbeite dreidimensional, siehe Foto ;)
Dirk K. schrieb: > Bei 1-2mA Last (wie bei mir) ist ein LDO wie der XC6206 sicherlich eine > sehr gute Wahl, bei 400mA würde ich auch auf Buck-Boost setzen. Das > Datenblatt vom LTC3440 liest sich sehr gut dafür. Der LTC3440 hat einen Wirkungsgrad von 85 - 90 % bei 400 mA. Der Linearregler hat zwischen 3,3 V / 4,0 V = 83 % und 3,3 V / 3,3 V = 100 %. Natürlich geht davon noch der Eigenstromverbrauch ab. Die Spannung eines LiIon-Akkus ist beim entladen zwischen 4,0 V und 3,0 Volt. Viel tiefer sollte man nicht gehen um den Akku zu schonen. Zwischen 3,3 Volt und 3,0 Volt sind nur etwa 3 % der Ladungsmenge des Akkus, die verliert man beim Linearregler natürlich. Insgesamt ist trotzdem der Linearregler besser.
Der TPS63020 hat allerdings weit über 90% Wirkungsgrad, über den gesamten vorgegebenen Arbeitsbereich. Mein Vorschlag zielte aber eher auf die praktische Seite, eine (fast) fertige Platine ohne diesen kleinen Chip selbst verlöten zu müssen. Und auf die kleine Gesamtbauform.
Die Lösung mit der fertigen Platine gefällt, schicke Lösung für Probeaufbauten. Allerings sei noch angemerkt, dass die von Alexander angegebenen "schlechten" 83% für 4V gelten. Die 4V liegen nur sehr kurz am Anfang der Entladung vor, in der überwiegenden Zeit hat man es mit 3,6..3,8V zu tun. Da ist der Wirkungsgrad schon sehr nahe am TPS, wobei man diese theoretische(!) Angabe aus dem Datenblatt noch an der konkreten Schaltung testen muss.
Ich finde 4 Euro für das Platinchen zwar einerseits gerechtfertigt, aber habe die Cents-Regler immer vor Augen. Selbst den LT3440 gibt es unter 2 Euro je Stück: http://www.aliexpress.com/item/IC-MOSP10-LTC3440-LTC3440EMS-TR-LTNP-IC-Original-authentic-and-new-Free-Shipping-IC/32297918722.html - ok, da kommt noch eine Spule, Gemüse und etwas Lochraster dazu, also landet man preislich nicht wirklich darunter (außer, man rechnet Bastelzeit als Hobby und nicht als Arbeitszeit).
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Bei deinem Konzept mit Buck-Boosst gibt es zwei dicke Pferdefüsse, die sich nur schwierig beheben lassen werden. 1. Ein solcher Regler brauch auch im Leerlauf schon kräftig Strom. Du wirst also einen Schalter brauchen, der deine Schaltung physikalisch vom Akku trennt. Vergiss ein einziges mal das Ausschalten, dann ist der Akku hinüber (wnenn er keine Schutzschaltung hat). 2. Viele Buck-Boost haben Probleme im Übergang von Buck->Boost und umgekehrt. Genau in diesem Bereich betreibst du ihn aber. Meiner Meinung nach bist du mit einem guten LDO besser bedient, vor allem wegen dem ersten Problem. Ich vermute sogar, dass mit dem LDO die Akkulaufzeit höher ausfallen wird. Billiger ist er auch noch. Eine andere Lösung wäre eine geregelte Charge-Pump, Microchip hat solche. Achte beim LDO auf den Eigenverbrauch (quiscent-current). Texas hat ein paar, die begnügen sich mit 2µA.
Für 400mA Last brauchst du kräftigere LDOs - da ist bei den Modellen, die ich so da habe, 100-200µA Quiescent Current normal. Ist ein blöder Lastbereich, in dem die Buck-Boost-Schaltregler effizienter sein dürften.
WehOhWeh schrieb: > Bei deinem Konzept mit Buck-Boosst gibt es zwei dicke Pferdefüsse, die > sich nur schwierig beheben lassen werden. > > 1. Ein solcher Regler brauch auch im Leerlauf schon kräftig Strom. Du > wirst also einen Schalter brauchen, der deine Schaltung physikalisch vom > Akku trennt. Vergiss ein einziges mal das Ausschalten, dann ist der Akku > hinüber (wnenn er keine Schutzschaltung hat). > > 2. Viele Buck-Boost haben Probleme im Übergang von Buck->Boost und > umgekehrt. Genau in diesem Bereich betreibst du ihn aber. Leerlaufstrom laut Datenblatt: typ.25µA, max.50µA Shotdown (Enable Aus): typ.0,1µA, max.1µA. Ich hab noch keinen entleerten Akku gehabt. Die Kennlinien im Datenblatt zeigen keine Schwankungen, nur oberhalb oder unterhalb der Akku-Nennspannung.
WehOhWeh schrieb: > Bei deinem Konzept mit Buck-Boosst gibt es zwei dicke Pferdefüsse, die > sich nur schwierig beheben lassen werden. > > 1. Ein solcher Regler brauch auch im Leerlauf schon kräftig Strom. Du > wirst also einen Schalter brauchen, der deine Schaltung physikalisch vom > Akku trennt. Vergiss ein einziges mal das Ausschalten, dann ist der Akku > hinüber (wnenn er keine Schutzschaltung hat). Danke für die vielen Tips, Die Schaltung ist immer in Betrieb, es ist kein Schalter vorgesehen welcher von "aussen" Bedienbar wäre. Eine unkontrollierte Abschaltung der Elektronik wäre sehr kontraproduktiv in meinem Anwendungsfall (Datenübertragung). Die Abschaltung wird über eine Steckbrücke auf dem PCB gemacht. Oder je nach Schaltregler über den Enable-Pin, sofern der einen hat. :-) Dem Akkupack habe ich natürlich eine Schutzschaltung verpasst (Überstrom, Überladen, Tiefentladen usw). Chips dafür gibts ja genug und bei doch recht teuren Lithium Akkus macht diese Investition Sinn damit der Akku nicht gleich zerstört. Leider habe ich immer noch das Problem der Beschaffung eines passenden Buck-Boost Reglers. Da ich als Privatperson leider nicht auf alle Quellen zugriff habe. Hat jemand einen geeigneten Reglertyp der beschaffbar ist? Wenn möglich im Lötfreundlichen Gehäuse (also mit "Füssen"). Grüße Roland
Nachtrag: die max. Stromaufnahme der Schaltung konnte ich von 400mA, auf max. 300mA verringern.
Was spricht denn deiner Meinung nach gegen einen LDO?
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Die verlustleistung. In dem gehäuse wirds schon warm genug durchsonnenstrahlung da das draussen an einer fassade hängt. Und den akku will ich bis 3 volt runter nutzen was mit linearreglern ja nicht geht...
Wenn man das Potential des Akkus frei wählen kann, könnte man auch einen invertierenden Schaltregler einsetzen. Da hat man dann das Buck-Boost Problem nicht. MfG Klaus
klaus, daran dachte ich auch schon, aber dann kann ich kein Monitoring der Akkuspannung mehr betreiben da die Masse verschieden ist. Der Wirkungsgrad der Invertierenden Regler ist leider auch nicht so toll..
Nachtrag: ich habe mich nun für den LTC3440 entschieden. Den gibts sogar bei Reichelt. Zugegeben der Chip ist nicht ganz billig mit fast 4 Euro, aber für die gebotene Funktionalität finde ich ist das nicht zu viel Kohle. Das Ding wird jetzt gleich bestellt...
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