Fuente de alimentación conmutada de 12 V/3,3 V para aplicaciones alimentadas por batería con modo SLEEP

Estoy diseñando una fuente de alimentación 3V3 para una aplicación (exterior) alimentada por batería de 12/6V (plomo). La carga supuesta es de 70 mA , pero planifico el modo de suspensión ( 50 uA ) con activación periódica (ATMega1284P con cristal de 32 kHz (RTC)). Significa que necesito una alta eficiencia con una carga muy ligera . Por lo tanto, creo que necesito cambiar el IC de la PSU diseñado para tal escenario (TI lo llama soporte de carga ligera), principalmente corriente de reposo muy baja (<30uA más o menos).

Dado que el módulo Xbee debe recibir alimentación de la fuente de alimentación, existe la recomendación de Digi "*Si está utilizando un regulador de conmutación para su fuente de alimentación, se prefieren frecuencias de conmutación superiores a 500 kHz . La ondulación de la fuente de alimentación debe limitarse a un máximo de 250 mV de pico a pico. *".

Encontré Texas Instruments TPS62120y TPS62125ICs. El primero solo admite máx. 75mA , este último soporta 300mA lo que parece perfecto. Ambos chips ofrecen una eficiencia del 80-90 % a 70 mA, del 44 % a 50 uA . Pero TPS62125está disponible en un zócalo WSON en miniatura que no es demasiado bueno para soldar con aire caliente a mano. Incluso TPS62120 tiene solo 75 mA, tiene un paquete SOT más fácil de usar , pero la corriente de salida está demasiado cerca de la corriente requerida. Hay otros TPS62xxxcircuitos integrados (160, 177, ...) pero no son tan buenos con cargas ligeras.

¿Alguien puede confirmar que la idea es correcta o es otra forma recomendada de lograr un buen resultado (por ejemplo, usar un gran/supercondensador y forzar el apagado de la fuente de alimentación cuando la MCU está inactiva, problema de temperatura baja/alta? ¿Quizás menos eficiente debido a la autodescarga de la tapa?) .

Opcionalmente, si alguien tiene otro chip adecuado, proporcione la referencia.

MP1593DN-LF huella más pequeña menos piezas más baratas en producción
Parece que tiene una corriente de suministro de 1 mA (es decir, ¿Iq alto?), No admite carga ligera y es raro en Europa.

Respuestas (4)

El LT1934 es bastante bueno: -

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Y disponible en SOT-23.

Si desea buscar algunos de los dispositivos de LT, tienen un buen motor de búsqueda y aquí está el enlace que utilicé. Por cierto, el LTC3103 se ve muy bien con baja potencia (1.8uA en reposo).

Se ve bastante bien. Sorprendentemente, la hoja de datos no menciona qué es la frecuencia de conmutación. Pero los inductores son bastante grandes, es decir, la frecuencia no es demasiado alta. Necesitaría 500+kHz.
@TMa El LTC3103 tiene una frecuencia de conmutación de 1,2 MHz. Por cierto, no mencionó que la velocidad de cambio era un requisito en su pregunta; ¿tal vez también pueda indicar por qué es importante?
Sé que olvidé mencionar. He declarado / agregado en la publicación original. LTC3103 también es prometedor, pero no está tan fácilmente disponible en Europa y tiene un paso de 0,5 mm.

El regulador lineal de caída baja MCP1703 de Microchip cuenta con una entrada de 2,7-16 V, una salida de 250 mA, una precisión del 0,4 % y una corriente activa de 2 uA en un paquete SOT-223 compatible con aire caliente.

Pero es un chip LDO. Creo que la eficiencia máxima posible es 3.3V/12V=28%. No estoy seguro de si está bien para la aplicación que funciona con batería.
Eficiencia = Io * Vo * 100 / (Io + Iq) * Vi, entonces 100mA * 3.3v * 100 / (100mA + 3uA) * 12v = de hecho 27.49%. Sin embargo , solo desperdicia 2uA + 50uA cuando está apagado, en comparación con los 12uA + 50uA del (muy bueno) LT1934. Usando 8 pilas LiFeS2 1.5v AA (2A/h, 0.05% descarga/mes), por cada semana, "reposo" (50uA + regulador uA) y 5 minutos "funcionamiento" (75mA + regulador uA), las baterías últimos 3 años, 274 días con el MCP1703, y 3 años, 139 días con el LT1934. Duración de la batería Google XLP. Si el dispositivo no se usa mucho, un conmutador en realidad puede ser una peor decisión, además de agregar costos y complejidad.

No voy a ofrecerle ningún circuito integrado, sino una guía sobre cómo puede seleccionar las piezas correctas utilizando las opciones disponibles.
Como ya ha comprobado algunos chips TI, quedémonos en ellos. Disponen de una superficie de búsqueda de piezas muy útil y práctica .

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Aquí puede establecer sus parámetros, como: V i norte METRO a X , V i norte METRO i norte , I o tu t METRO a X , pag a C k a gramo mi y así sucesivamente y enumere los componentes correspondientes.
En el ejemplo anterior he realizado una consulta con pocos parámetros, con los parámetros principales. Pero muchos más están disponibles a través de la Add/Hide parametersopción. He enumerado los paquetes DIP, SOIC, SOT-23 (estos son fáciles de soldar a mano) con sus otros parámetros y, como puede ver, hay 54 circuitos integrados coincidentes.
Ahora que tiene una lista de muchos componentes que coinciden con sus requisitos básicos, puede elegir lo mejor de ellos en breve.

Con parámetros añadidos posteriormente (frecuencia de conmutación > 500kHz) y con búsqueda de características especiales (eficiencia de carga ligera) se encontraron 16 componentes, enumere .

Exactamente estoy usando esta herramienta. Con nota para obtener una eficiencia real, necesito poner en el famoso TI webench.ti.com . Pero no encontré el chip TI adecuado como expresé en la publicación original.
¿Qué pasa con esto , si extiende la búsqueda a componentes por encima de la frecuencia de conmutación de 500 kHz la tercera coincidencia? Misma eficiencia que las que mencionó, paquete SOT, opción de corriente máxima de 300 mA, rango de voltaje de entrada-salida adecuado.
No creo que esté diseñado para cargas ligeras, ya que el webench dice 0 % de eficiencia a 50 uA.
No revisé todo por ti, por lo que podría ser correcto. Aquí LMR14006, agregue parameter--->special feature----> select Light Load Efficiency, 5to partido. Hay 16 partes con una frecuencia superior a 500 kHz, eficiencia de carga ligera, etc. Definitivamente no hiciste una búsqueda detallada.
Lo siento, pero hice una búsqueda detallada [ ti.com/product/TPS62125/… , probé en Webench y no encontré ningún chip, excepto la serie TPS62xxx con problemas expresados ​​en la publicación original. No todos los chips de "eficiencia de carga ligera" cuando se diseñan en Webench proporcionan una buena eficiencia a 50 uA. Pero tal vez el número no sea correcto ya que es un rango actual marginal.
¿Cuánta eficiencia de carga ligera desea/necesita? 44% o más, ¿cuánto sería suficiente? Entiendo que desea la mayor eficiencia posible, pero debe ceder en algo si desea elegir un componente. Buen paquete mala eficiencia, mal paquete buena eficiencia.
40% es excelente, pero este IC tiene un enchufe subminiatura que no es bueno para una pistola de aire caliente manual. Está en la publicación original. Solo 2 TPS62120/5 son 40%, el siguiente paso es 26% (tps62177) y el restante 20,12,9,0%.

si quieres puedes preferir AOZ1280CI. su frecuencia de conmutación es de 1,5 MHz. Además, su valor de inductancia está disminuyendo y es más barato que otros circuitos integrados.

No lo sé, es un IC de baja corriente ya que tiene un alto Iq 1mA. Es muy raro pero por otro lado muy barato.
Fuente de alimentación conmutada de 12 V/3,3 V para aplicaciones alimentadas por batería con modo SLEEP
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