Микроконтролери и електроника
http://mcu-bg.com/mcu_site/

1.8 или 3.3 V
http://mcu-bg.com/mcu_site/viewtopic.php?f=2&t=13188		 Страница 1 от 4
Автор:  DanielDimov [ Съб Сеп 06, 2014 7:27 pm ]
Заглавие:  1.8 или 3.3 V
Замислям един проект за устройство с батерийно захранване. В него ще има един или два микроконтролера, няколко датчика, GPS-модул, флаш памет и други дреболии. Понеже живота на батерията е от първостепенна важност - най-първото за което мисля е всеки един компонент да е с минимално потребление и максимална ефективност. Също е от доста голямо значение устройството да работи стабилно в широк температурен диапазон (примерно от -20 C до +60 C), а знаете как неприятно пада напрежението на батериите с понижаване на температурата. Батерията която засега съм си харесал е незареждаема 3.6V която е с голям капацитет, но дава малък ток. Трябва да реша предварително на какво напрежение ще ми е цялата цифрова част - 1.8 V или 3.3 V. Съображенията ми изобщо да мисля за 1.8 V са заради ефективността и стабилността на захранването. Изглежда ми че контролерчетата които са на 1.8 V разсейват по-малко енергия при работа на почти същите честоти. Ако имам DC-DC конвертор от 3.6 на 1.8 (с висока ефективност) ще имам хем стабилно (не зависещо от температурата) захранване, хем по-малка консумация. Имате ли опит със системи на 1.8 V? Какви проблеми сте имали по време на разработката и после при работата? Какви особености има при дизайна на такива нисковолтови системи? Кажете въобще какво мислите - струва ли си да се мине на 1.8 V?
Автор:  ToHu [ Съб Сеп 06, 2014 11:41 pm ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
Ами то всичко зависи от контролерите които храниш. Ако си на батерия 3.6 има голяма вероятнос да минеш само с LDO и то вътрешните на контролерите, не е супер ефективно, но ако наиситна е LDO разликата с DC/DC е никаква, дори при малки тоци, които явно целиш LDO може, или по скоро е по-ефективно. Ако обаче всичко ти се крани на 1.2-1.8 е друг въпрос, но дори и така да е, батерия на 1.8 може да не успее да ти покрия изискванията за мин.напрежение като почне да се разрежда. освен това като говорим за GPS едва ли ще работи само на 1.8.
Не на последно място хващаш проблема от краката, първо е добре да си избереш компонентите, пък после по тях да си мислиш захранването, иначе е като да шиеш по копче балтон.
Автор:  DanielDimov [ Съб Сеп 06, 2014 11:56 pm ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
И контролерите и GPS модулите ги има в двата варианта. Що се отнася до батерията - за нея съм решил че ще е 3.6 V
Автор:  ToHu [ Нед Сеп 07, 2014 1:57 am ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
Ами въпрос на сметки е. Ако имаш дс-дс не знам колко може да ти е кпд-то. То може и с превключващи кондензатори ама... пак опираме до това какво захранваш, дали ще си на 1.8 или 3.6 е въпрос само на разчет. Като казваш че батерията не дава мн ток, имай в предвид че един и същ gps модул най-вероятно ще има константна консумация, т.е.на 1.8 ще дърпа повече ток.
Автор:  ike [ Нед Сеп 07, 2014 2:05 am ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
Понякога си зависи. Например блутут модулите ги храниш на 3.3в ама вътре си имат ЛДО и реално се захранват с 1.8в.
дс-дс конвертора може да се окаже, че хаби повече мощност от едно ЛДО.
Батерия 3.6в е разредена, като стане 3.0в, а някой 3.3в модули може да не работят на 3.0в.
Автор:  paregov [ Нед Сеп 07, 2014 2:09 am ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
Добре, а като се разреди до 3V и имаш Buck-Boost DC-DC няма ли да изкара още малко време устройството?
Аз правя в момента устройство с батерийно захранване, но имам опция само за 3.3V захранване. Засега съм сложил DC-DC ADP2503ACPZ-3.3-R7.
Батерията е 3.7V/450mAh
Автор:  ike [ Нед Сеп 07, 2014 8:56 am ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
paregov написа:
Добре, а като се разреди до 3V и имаш Buck-Boost DC-DC няма ли да изкара още малко време устройството?

Точно това казвам, че зависи ... най-вече от консумацията. Повечето 3.3в модули рабтят на напрежение от сорта 2.7-3.6в, така че можеш да ги храниш с разредена батерия, на ако искат 3.3в и ги бустваш от 3.0в ето ти 20% загуби в конвертора и ако имаш ниска консумация, може да се окаже, че DC/DC има няколко пъти повече Quiescent Current от модулите които храни и така не изстискваш батерията ами топлиш околното простанство.
Автор:  palavrov [ Нед Сеп 07, 2014 9:54 am ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
При нас ползваме две батерии - едната е само за ULP - захранва само един PIC-льо + акселерометър който 99.7% от времете е изключен. Та тази батерия е незареждаема и не може да даде голям ток. Виж втората батерия няма проблем с големия ток, но пък има проблем с малкия - т.е. много бързо се разрежда като има малък товар. Затова GPS, GSM + ARM са закачени на нея, пък и е презареждаема. Като цяло системата работи доста читаво, е захранването е по сложничко заради няколкото батерии, зареждачка и т.н.
Автор:  DanielDimov [ Нед Сеп 07, 2014 12:31 pm ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
Батерията е със стабилно напрежение до примерно 95% от капацитета си, но както по-горе писах - напрежението е зависимо от температурата. В зависимост от нея може да варира от 3.7 до 2.9 V. Микроконтролерите работят без проблеми на такива напрежения, но просто не мога да се примиря с мисълта че ще отива енергия на вятъра!!!

Пример: STM32F4 при 3.3 V и 80 MHz харчи примерно 12 mA ==> има консумация 39.6 mW, а при 1.8 V и пак на същата честота харчи 11 mA ==> има консумация 19.8 mW. Това е почти двойно по-малка консумация. Значи ако имам конвертор с ефективност примерно 70% на този малък ток ще имам консумация след конвертора 20 mW, преди конвертора 28.6 mW което означава консумация от батерията 7.9 mA.

Като съпоставим 12 mA в единия вариант и 8 mA в другия вариант - това са си 50% увеличение на живота на батерията.

Мисля че и за GPS модулите важеше същото - при 3.3 V и при 1.8 V харчат почти един и същи ток. Та това което си мисля е как може да рекламираш нещо че е специално проектирано за батерийно захранване, а да не му сложиш един конвертор вътре?!?!?
Автор:  Цецо [ Нед Сеп 07, 2014 12:45 pm ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
Има си съвсем основателни причини да не се слага вътре DC/DC конвертора (макар, че някой слагат), но това е тема на друг разговор.

При теб изглежда съвсем обосновано да работиш на 1.8V. Като гледам какво си изброил, консумацията ще ти е в порядъка на 100те мА общо. Има достатъчно конвертори които дават между 80 и 90% КПД при тоя ток. Т.е. сметка се връзва, ще пестиш батерия.

Един подводен камък е какво става с устройството като не е активно - тотално се гаси или минава на стендбай. Ако тотално се гаси е лесно. Ако ти трябва стендбай обаче е сложно, защото DC/DC конверторите като правило не са ефективни при малки консумации. Собствената им консумация е голяма, а и това високо КПД те го развиват само за определено порядък на товарния ток, който най-често е поне 1/10 от максималния. Т.е. ако искаш да имаш някакъв стендбай от порядъка на микроампери, ще трябва да гасиш DC/DC конвертора и да се храниш по някакъв паралелен начин - било директно от батерията, било през LDO.

относно GPS-a в момента модата е или сърф4 или медиатек. Първия като правило търкаля на 1.8V, втория на 3.3V, така, че имаш избор.
Автор:  DanielDimov [ Нед Сеп 07, 2014 12:55 pm ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
Нещата отиват към два микроконтролера - единия примерно Cortex-M0 или M0+ който да е директно вързан на батерията (без никакво превключване или конвертиране) и той вече да управлява захранването на всичко останало включително и на втория микроконтролер и GPS-а
Автор:  Цецо [ Нед Сеп 07, 2014 1:01 pm ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
Струва ми се излишно усложняване, два контролера, два софтуера... Но не ти знам приложението, ти си знаеш как е най-добре.
Автор:  ike [ Нед Сеп 07, 2014 1:18 pm ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
DanielDimov написа:
Значи ако имам конвертор с ефективност примерно 70% на този малък ток ще имам консумация след конвертора 20 mW, преди конвертора 28.6 mW което означава консумация от батерията 7.9 mA.

Като съпоставим 12 mA в единия вариант и 8 mA в другия вариант - това са си 50% увеличение на живота на батерията.

Дай да го видим този конвертор. Да не се окаже че или струва 10$ или си хаби 10мА и на празен ход.
Автор:  ilkor [ Нед Сеп 07, 2014 1:46 pm ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
Има смисъл в това което пише колегата. И ето един потенциален кандидат за синхронен бък:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/D ... 22061a.pdf

Input Voltage 2,7-5,5V
Quiescent Current 60uA
Over 90% Typical Efficiency (80% е реалистичната стойност при 100-200 mA)
Space Saving Package 8-Lead DFN
Fixed Output Voltage: MCP1602T-180I/MF

Според мен ако се ползва dc/dc регулатор, задължително трябва да е синхронен.
Автор:  DanielDimov [ Нед Сеп 07, 2014 2:31 pm ]
Заглавие:  Re: 1.8 или 3.3 V
За не повече от минута търсене намерих този http://power.murata.com/en/lxdc3ep18f-264.html - максималната му ефективност е над 90%, но при малки токове (каквито на мен ще ми трябват) е около 70 - 80%. Има извод за управление, а тока при изключено състояние не е даден, но предполагам че е под микро ампер. Цена около 2.5 Евро при 100 бройки.
Страница 1 от 4 Часовете са според зоната UTC + 2 часа [ DST ]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/