Ejecución de MCU de 3,3 V desde una celda de botón de iones de litio LIR2032

En la mayoría de las circunstancias, la eficiencia podría implicar un regulador de modo de conmutación, pero la corriente de reposo más baja disponible es de aproximadamente 3 µA, como con este regulador .

Como eso es mucho más de lo que su circuito usa durante la mayor parte de su vida, un regulador LDO lineal de Iq ultra bajo puede ser más adecuado para esta aplicación, ya que la corriente de la batería es la clave aquí para una vida útil prolongada.

El regulador de Iq más bajo que he encontrado (tengo algunos productos en una aplicación de recolección de energía) es el TPS783 , con una corriente de reposo de 500 nA.

Hay otras opciones, como el NCP4681 con corriente de reposo de 1 µA.

Estoy seguro de que hay otros, pero 500 nA para un regulador es extremadamente impresionante.

Si establece V (reg) en 3 V (el mínimo nominal para la mayoría de los dispositivos de 3,3 V), entonces debería tener una batería utilizable a <3,2 V

Como tiene la intención de utilizar algo de energía solar, una solución de recolección de energía podría ser el camino a seguir.

Es posible que pueda escapar sin ninguna regulación de voltaje.

Estoy ejecutando con éxito un Atmel ATmega328 con un transceptor nRF24L01+ directamente de una celda 2032. El mega328 y el nRF24 realmente no parecen preocuparse por el voltaje.

Lo que fue realmente importante en mi configuración fueron las tapas de desacoplamiento directamente en el módulo nRF24L01+. Tan pronto como soldé las tapas de cerámica 100n en los pines VCC y GND de mis transceptores de RF, todo funcionó bien.

Además: con muchas MCU, esta configuración le permite medir su propio voltaje de batería que (para un nodo de sensor remoto) podría ser muy bueno tener.

Hace poco leí una nota de la aplicación que apunta a sus mismas circunstancias. Uso de soluciones de energía para prolongar la vida útil de la batería en aplicaciones MSP430 Por Michael Day de TI. Si bien utiliza el MSP430 como objetivo, lo mismo se aplica a cualquier MCU.

Dependiendo de la corriente frente al voltaje de la MCU y del voltaje frente a la velocidad del reloj, usar un Iq LDO bajo será mucho mejor que encender la MCU directamente desde la batería. El ejemplo usa 2x AA y un regulador TPS780xx con 0.5µA IQ, con una eficiencia del 90%. La diferencia de corriente del modo activo es de ~175 µA.

Cuanto menor sea la velocidad del reloj y el voltaje de entrada, menor será la corriente utilizada.

En este segundo ejemplo, el Sistema 1, con el MSP430 alimentado directamente desde las baterías, funcionó durante 223 horas antes de apagarse . El Sistema 2, que usó un TPS780xx para reducir el voltaje operativo del MSP430 a 2,2 V, funcionó durante 298 horas antes de apagarse . La incorporación del TPS780xx LDO, que funciona con una eficiencia del 90 % en estas condiciones de funcionamiento, prolongó la vida útil de la batería en un 30 %.

Más tarde, incluso compara las corrientes de Modo de bajo consumo/Sueño:

En el modo de bajo consumo 3 (LPM3), las corrientes de funcionamiento del MSP430FG4618 en entradas de 3,3 V y 2,2 V son 2,13 μA y 1,3 μA, respectivamente. Con la corriente de reposo de 0,5 μA del TPS780xx añadida, las corrientes de la batería son de 2,63 μA y 1,8 μA, respectivamente. DVS reduce la corriente de la batería en un 26 % en estas condiciones . Esta reducción de la corriente de la batería LPM3 es fundamental para los sistemas que pasan una cantidad significativa de tiempo en modo de suspensión.

Si bien los detalles son importantes, al usar un Iq LDO bajo y apuntar al voltaje más bajo que su MCU y la radio pueden usar, reducirá la corriente requerida en comparación con la batería.

Quiere usar LIR2032 porque quiere cargarlo desde una celda solar. La solución más fácil sería simplemente no cargarlo a más de 3,6 V. Coloque un diodo zener a través de la batería. La resistencia interna de una celda solar pequeña debería ser suficiente para limitar la corriente que fluye a través del diodo zener.