IC regulador reductor (reductor) eficiente de baja potencia para Li-Ion - ¿Conversión de 3,3 V?

No es fácil para los novatos en electrónica encontrar una buena base de elementos, así que espero que esta pregunta sea adecuada.

Requisito: alimentar eficientemente un diseño de MCU delgado basado en 3,3 V desde una batería de iones de litio. "Eficiente" significa no más de 20uA de corriente en reposo, 10uA es mejor.
Corriente de tierra para corriente de salida de 1mA <50uA.
Corriente de salida máxima requerida >= 50mA.
Tener un paquete SOT (frente a esos paquetes SON <2x2 mm) también es una ventaja.
Una frecuencia más alta y un inductor más pequeño también son buenos (especialmente si no entran en conflicto con el requisito del paquete ;-)).

La buena disponibilidad y el precio también son importantes. Eso es definitivamente subjetivo, pero proporcionar 2 o 3 nombres es mejor que decir que X es el mejor.

¡Gracias!

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Respuestas (4)

No quieres un conmutador. Su diferencia de entrada-salida es tan baja (durante la mayor parte de la curva de descarga, el voltaje es inferior a 3,8 V) que, incluso con una eficiencia del 90 %, no funcionará mucho mejor que un LDO.

Echa un vistazo al Seiko S1167 :

  • Corriente de tierra típica 9 µA
  • Disponible en pasos de 100 mV de 1,5 V a 5,5 V
  • Precisión del voltaje de salida del 1 %
  • Corriente de salida de 150 mA
  • Caída de 150 mV a 100 mA
  • Entrada de apagado
  • Paquete SOT23-5

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Encontré uno aún mejor en el S1313 :

  • Corriente de tierra 0,9 µA
  • Corriente de salida de 200 mA

Seiko no brinda datos sobre la corriente de tierra bajo carga, pero según mi experiencia, debe contar con el 1 % de la corriente de carga, por lo que a 1 mA sería alrededor de 10 µA, muy probablemente menos de 50 µA.

No es tan bajo: 0,9 V completos o deshacerse de más del 20% de la energía de la batería. Además, no quería complicar la pregunta, pero después de haber identificado familias de reductores eficientes de menor potencia, buscaría un chip de salida ajustable/conmutable de 2 voltajes/menos de 3.3V como una opción, donde el regulador lineal desperdiciaría 50% del poder de algo. Entonces sí, la pregunta es realmente sobre los conmutadores.
O para elaborar un poco más, estaría tratando de encontrar una alternativa de conmutación a TPS780330220 ( ti.com/product/tps780330220 ), que tiene Iq=0.5uA y 2 potencias conmutables (y no solo una alternativa abstracta, sino algo que la gente realmente utilizar ;-) ).
@pfalcon - Bueno, para su información, he usado reguladores Seiko. No los que menciono en mi respuesta, sino el S-812 (no hay suficiente corriente de salida para usted). Esto puede tener la increíblemente alta corriente de tierra de 1 m R, pero es un 40 % más barato que el TPS780 en Digikey. "Algo que la gente realmente usaría" puede ser relativo; nadie me habló del TPS780, por ejemplo.

Debe comenzar utilizando la búsqueda paramétrica, proporcionada por varios distribuidores (p. ej., http://digikey.com tiene una búsqueda paramétrica fantástica) y fabricantes. Por lo general, puede buscar los parámetros que ha proporcionado en su pregunta.

Una vez que haya encontrado algunas piezas que cumplan con sus requisitos, debe consultar la hoja de datos y verificar que la pieza es realmente lo que desea.

Gracias, eso es lo que he estado haciendo (¡por supuesto!). Pero la pregunta es realmente cuál es: preguntarle a personas con buenas partes con las que tenían experiencia, no cómo hacer una búsqueda paramétrica.
@pfalcon - Ok, pensé que debería dar un enfoque de "enseñar a pescar en lugar de dar el pez";)

El mejor dólar puede ser la mejor opción:

Los mejores convertidores reductores disponibles serán superiores a un regulador lineal.

Considere que el rango de la batería es de 4,0 V a 3,4 V (ignora el breve período inicial por encima de 4,0 V y permite un margen de salida de 0,1 V).
Vin = 3,4 min, 3,7 media, 4,0 máx.
Para una salida de 3,3 V, un regulador lineal ofrece eficiencias de
3,3/3,4 = 97 %, 3,3/3,7 = 89 % y 3,3/4,0 = 83 %

La eficiencia media real dependerá de la celda utilizada y el nivel de carga, etc., pero digamos que 3,7 voltios es típico (que probablemente lo sea) para una eficiencia del 89%.
Un muy buen regulador reductor con conmutación síncrona y cuidadosa atención a los detalles debería poder alcanzar alrededor del 95 % para gran parte de este rango. La diferencia entre los suministros lineales y buck es pequeña, pero notable.

La corriente de tierra puede ser una medida de rendimiento MUY mala: tenga en cuenta que usar la corriente de tierra como una figura de mérito para un regulador lineal puede ser MUY engañoso. por ejemplo, imagine un regulador lineal con corriente de tierra cero y Vin = 3,6 V y carga = 1 mA. La eficiencia será 3,3/3,6 = 91,7 %, por lo que se perderá alrededor del 8 % de la energía de entrada. Esto es equivalente a un regulador con una eficiencia de conversión del 100 % pero una corriente de tierra del 8 % de la carga. es decir aquí 8% x 1 mA = 80 uA. Entonces, incluso si el regulador tiene una corriente de tierra de 10 uA con una carga de 1 mA, esto se verá abrumado por pérdidas de conversión inevitables en la mayor parte del rango de Vin,

Encontrar un IC que cumpla con las especificaciones anteriores se encargará. Los reguladores reductores generalmente brindan eficiencias de conversión máximas para combinaciones limitadas de Vin Vout, carga y más. Fuera de los rangos óptimos, la eficiencia caerá, a veces gravemente.

Miré la guía de selección paramétrica de Digikey para ver si se podía identificar fácilmente una pieza adecuada. No es una tarea instantánea, ya que, por ejemplo, establecer Iout_max en 100 mA puede inducir a error, ya que el IC más eficiente puede tener un interruptor capaz de conmutar una corriente más alta de la necesaria.

"No es una tarea instantánea": también tuve esa idea, ¿por qué decidí publicar un q en paralelo para buscarme en Google?
Eché otro vistazo. Parece sorprendentemente difícil obtener una buena eficiencia con un dólar alrededor del rango de Vin/Vout/carga que ha elegido. Murphy te vio venir. El 90% se supera solo en pequeñas áreas de la curva en muchos v=casos. lineal sería más fácil y podría ser mejor que ll excepto la mejor solución económica.

Solo para mostrar que estoy haciendo mi tarea, esto es lo que encontré hasta ahora:

Linear tiene mucha de esa magia. Advertencia: muy caro, generalmente más de $ 2 en precios de proveedores. Además de ser costoso, también significa problemas de disponibilidad, porque pocas partes quieren comprar cosas tan doradas y los distribuidores locales no se molestan en llevarlas (siendo un aficionado, estoy interesado en cantidades individuales y DHL de Digikey y amigos no es un buena opción). De todos modos, LTC3525 es incluso un impulso/reducción con un Iq tan bajo como 7uA (es probable que sea bastante más en modo reductor). LTC3620 es económico con Iq = 18 uA e Imax = 15 mA, lo que probablemente sea demasiado bajo, empaquetado en ese DFN de 2x2 mm.

LTC1474 /LTC1475 es un paquete Iq MSOP/SO8 de 10 uA sin carga. Obtenible de eBay.

El TPS62230 de TI es bueno a 22 uA e incluso se puede obtener localmente, pero completa la maldición a 1x1,5 mm.

Entonces, parece que los chips que encontré hasta ahora son "demasiado nuevos" (según el empaque), sería bueno encontrar "generaciones anteriores" en SOT23, así que las sugerencias son bienvenidas.