¿Regulador boost o buck para la duración de la batería?

Quiero hacer un nodo de sensor inalámbrico que funcione a unos 2,5v. Estoy tratando de decidir entre usar 3 baterías alcalinas en serie con un convertidor reductor o en paralelo con un convertidor elevador. Supongo que si ambos convertidores tienen la misma eficiencia, digamos 88%, ¿funcionarían tanto como el otro?

La corriente requerida para este proyecto debe ser <200mA

¿Por qué no obtener un buck/boost que funcione de 3 V a 1,8 V y simplemente usar dos en serie? Permite algo de paso, por lo que obtiene una eficiencia superior al 88%. ¿O cuál es el rango de entrada en su sensor? ¿Necesitaría incluso un regulador si toma de 3V a 1.8V?
Me encantaría omitir un regulador, pero estoy usando el ADC en el MSP430, que creo que requiere un mínimo de 2.2v. ¿Puedes dar más detalles sobre el rendimiento/impulso en serie? ¿Está diciendo algo como que aumentar el voltaje y luego reducirlo tendrá una mayor eficiencia?
ah no Me refiero a un buck/boost, un ic que regula hacia arriba y hacia abajo según sea necesario. Y dos en serie, quise decir dos baterías en serie para rango completo de 3.0V - 1.8V. ¿Qué MSP430?
Además, no estoy bloqueado en MSP430. Es simplemente atractivo por el bajo número de componentes y la baja potencia. Estoy muy abierto a la línea STM32.
No me he decidido por un modelo en particular, pero estaba mirando cualquiera con un sensor de temperatura.
@Passerby Muy bien, está diciendo que use dos alcalinos en serie y un chip combinado de reducción/refuerzo para que cuando el voltaje caiga por debajo del nivel deseado, comience a aumentar. ¿Derecho? ¿Alguna recomendación para este tipo de IC? Y como nota, me gusta mucho el sonido de la línea STM32L ahora que estoy leyendo la hoja de datos.

Respuestas (4)

Hago este tipo de cosas para ganarme la vida. Presumiblemente, su sensor pasará la mayor parte del tiempo dormido y solo se despertará para tomar una lectura o enviar datos periódicamente. En ese caso, un regulador lineal podría ser una mejor opción.

Por ejemplo, un TPS78225 le daría 2,5 V a 150 mA. Tenga en cuenta que los picos en la demanda actual pueden satisfacerse con tapas e inductores. Este dispositivo tiene una corriente de reposo de 0,5 uA, por lo que si su dispositivo pasa la mayor parte de su vida dormido, debería poder llegar al rango de uA de un solo dígito.

En lugar de usar 3 celdas, considere usar 4 (2x2) o quizás una química diferente (el litio le dará 3,6 V por celda). Obviamente, debe minimizar la caída de voltaje para el LDO.

Es probable que este método sea mucho más eficiente que cualquier sistema de conmutación si su corriente inactiva es muy baja. Incluso podría hacer una solución híbrida en la que use un LDO para el microcontrolador y el regulador de conmutación que se enciende solo cuando es necesario.

¡Es una idea muy interesante! Tiene sentido para mí.

En general, y todas las demás cosas siendo más o menos iguales, las pérdidas I 2 R van a ser el costo principal de la eficiencia en un convertidor de potencia. Por lo tanto, sería un objetivo mantener las corrientes lo más bajas posible.

Esto implicaría que la eficiencia general del sistema será mejor con un convertidor reductor que con un convertidor elevador. Las corrientes promedio en las baterías, la bobina y el elemento de conmutación serán todas más bajas.

Con un refuerzo, es posible que aún pueda hacer que funcione con cerca de 0,5 voltios. Si los 3 en serie cayeran a alrededor de 0,9 voltios, probablemente estaría arruinado. Por lo tanto, es un refuerzo para mi elección, pero elija su chip con cuidado. Además, debe tener en cuenta que las tres baterías deben tener la misma carga o habrá otras pérdidas. No así en serie.

Información adicional sobre la ESR de la batería que debe tenerse en cuenta : la resistencia en serie efectiva de una batería alcalina "típica" es de aproximadamente 0,3 ohmios (consulte el archivo PDF de Energizer ). Para una configuración en serie, la ESR será de aproximadamente 0,9 ohmios y para 3 baterías paralelas igualmente "cargadas", la ESR será de 0,1 ohmios.

Si 3 en serie estuvieran a .9v, ¿no significa eso que el dólar obtendría 2.7? ¿Fracasaría porque muchas fichas necesitan un margen adecuado para vin sobre el vout o por alguna otra razón?
sí, necesita un poco de margen y tal vez alrededor de 0,8333 es el límite teórico.
¿Puede recomendar un chip potencial?
¿Cuál es su rango de corriente de carga? Con eso podemos hacer una recomendación para las opciones de reducción y aumento. Algunos convertidores reductores tienen capacidad de derivación o de ciclo de trabajo del 100 %, por lo que podrían funcionar casi hasta el límite teórico, pero Andy tiene razón en que se podría hacer un mejor uso de la energía en las celdas con un convertidor elevador.
Edité la pregunta. Necesito alrededor de 200 mA, redondeado.
@MattWilliamson ¿Qué tamaño de baterías (la hoja de datos sería útil)? Ciclo de trabajo del transmisor de radio, es decir, ¿con qué frecuencia se sondea o tal vez transmite a ciegas una vez por segundo? Las corrientes fuera son muy relevantes.

Correcto, pero la eficiencia varía con la carga, por lo que deberían tener el mismo perfil de eficiencia en su rango operativo. Además, algunos controladores/convertidores tienen modos de eficiencia de carga ligera que pueden marcar una gran diferencia en la duración de la batería si su sensor no consume mucha corriente o si tiene un modo de suspensión o de ahorro de energía.

Para la reducción, estoy considerando esto: digikey.com/product-detail/en/LXDC2HL25A-053/490-5793-1-ND/…
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