Frage:
Welche Methode oder Komponente ist am besten geeignet, um 42 bis 3,3 V zu regeln?
Muthu
2020-04-09 14:45:51 UTC
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Ich verwende ein 36-V-Batteriepack (10s 2,5 A pro Zelle 3,6 V). Die maximale Spannung beträgt 42 V. Ich verwende einen STM32-Mikrocontroller mit einem Eingang von 3,3 V.

Ich entwerfe eine Leiterplatte, bei der die Stromversorgung aus dem Akkupack (42 V) stammt. Ich möchte den STM32-Mikrocontroller über das Akkupacknetzteil mit Strom versorgen.

Ich möchte 42 bis 3,3 V regeln, damit ich meinen STM32-Mikrocontroller mit Strom versorgen kann.

Welche Methode ist am besten geeignet, um sie entweder mit einem Regler oder einem Abwärtswandler basierend auf der Leiterplattenkonstruktion zu konvertieren?

Battery-Spezifikation: 10s1p

  • Nennspannung des Akkus: 36 V
  • Maximale Spannung des Akkus: 42 V
  • Batteriestrom: 2500 mAh

Microcontroller-Spezifikation: STM32F401RCT6

  • Versorgungsspannung: 3,3 bis 3,6 V
  • Versorgungsstrom: 100 bis 160 mA

enter image description here

Welche Methode oder Komponente ist am besten geeignet, um 42 V zu regeln, damit ich meinen Mikrocontroller mit 3,3 V versorgen kann?

Haben Sie sich mit Buck-Konvertern befasst?Wenn ja, was haben Sie gefunden?Haben Sie TI Webench ausprobiert?
Wenn Sie die Möglichkeit haben, die Spannung zwischen den Bayteries zu nutzen, ist dies die beste Wahl.
Neun antworten:
Andy aka
2020-04-09 15:19:40 UTC
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Ich mag den LT8631 (1 Ampere bei 3,3 Volt und Eingangsspannungsbereich bis zu 70 Volt) sehr: -

enter image description here

Oder vielleicht der LT8630: -

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Oder möglicherweise der LTC7138: -

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Oder wählen Sie Ihren eigenen Abwärtswandler mit dem Auswahlwerkzeug des Analoggeräts.

Vielen Dank, ich habe LTC3638 ausgewählt.Darf ich wissen, was die wichtigsten Dinge sind, die wir wissen müssen, indem wir den Abwärtswandler auswählen.
Die Hauptsache ist, dass es im Vergleich zu einem Linearregler eine sehr anständige Energieeffizienz hat.
@Muthu Ich habe immer festgestellt, dass analoge Geräte das teuerste Zeug haben, und sie enttäuschen hier sicherlich nicht.Für weniger Geld erhalten Sie den MAXM15062, der keine externen Komponenten benötigt und dennoch ein sehr kompaktes Paket ist
Sie zahlen für das, was Sie meiner Erfahrung nach erhalten, und ja, sie sind teurer (und was Linear Tech vor der Übernahme durch ADI), aber ich bin der festen Überzeugung, dass es sich lohnt, bei Stromversorgungs-Chips auf eine höhere Leistung zu verzichtenals das, was erwartet wird, um Zuverlässigkeit zu erhalten.
mhaselup
2020-04-09 15:33:51 UTC
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Ein Abwärtswandler ist der beste Ansatz

Eine lineare Reglerschaltung muss im schlimmsten Fall 42 V auf 3,6 V = 38,4 V abfallen.Bei 160 mA beträgt die vom Regler verbrauchte Leistung 6,14 W.

Andererseits senkt ein Abwärtswandler die Spannung mit einem Wirkungsgrad von möglicherweise 90% (weniger Energieverschwendung als Wärme) auf das erforderliche Niveau und reduziert wahrscheinlich den Stromverbrauch auf 3,6 / 42 * 160 mA = 13,7 mA, sodass Ihre Batterie die Batterie mit Strom versorgen kannSchaltung 11,67-mal so lang.

https://www.monolithicpower.com/de/products/dc-dc-power-conversion/switching-regulators/step-down-buck/converters/vin-max-48v/mp2492.html oder ähnliches könnte dies tun.

Bei dieser Verlustleistung wird die Wärmeabgabe ein noch größeres Problem sein als die Batterielebensdauer.
sgt_johnny
2020-04-09 15:03:04 UTC
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Die beste Methode ist die Verwendung eines Buck-Topologie-Schaltreglers.

Zum Beispiel hat Analog Devices LT3437 eine Referenzschaltung / ein Referenzbeispiel für Ihre Anwendung

jpa
2020-04-10 13:37:47 UTC
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Ein Buck-Konverter ist die richtige Lösung, und viele der in anderen Antworten vorgeschlagenen Chips sind einfach zu verwenden, da die Datenblätter bereits Designs enthalten, die Sie einfach verwenden können.Es sind jedoch noch ein Leiterplattenlayout und andere Entwurfsarbeiten erforderlich.

SHR05 diagram from datasheet

Die einfachste Lösung ist die Verwendung eines vorgefertigten Abwärtswandlermoduls.Zum Beispiel kann SRH05S3V3 3,3 V bei bis zu 500 mA aus einer Eingangsspannung zwischen 9 V und 72 V liefern.Es hat nur drei Pins: Vin, Vout, GND.Sogar die Eingangs- und Ausgangskondensatoren sind optional, da in das Modul kleine Kondensatoren integriert sind.

SHR05 photo

Gibt es irgendwelche Nachteile wie Effizienz oder Leistung
Seien Sie vorsichtig mit solchen Geräten.Sie neigen dazu, sehr laut zu sein - in diesem Beispiel ~ 75 mVpp Welligkeit am Ausgang.Wahrscheinlich in Ordnung für eine MCU, aber nicht für einen analogen Teil (einschließlich PLLs, ADCs, DACs usw.).Sie neigen auch dazu, eine schlechte Effizienz aufzuweisen
@TomCarpenter: Wie wäre es mit einem solchen Gerät zur Erzeugung von 5,0 V und dann mit einem Linearregler?Der Wirkungsgrad wäre nicht großartig, würde aber wahrscheinlich immer noch das Fünffache eines Linearreglers von 36 V betragen.
@supercat Sie können, aber beachten Sie die Aussetzer und PSRR am Linearregler.Die Oberwellen sind so hoch, dass der Regelkreis des Linearreglers nicht rechtzeitig reagieren und direkt durchlaufen kann.Wenn Sie also geräuscharm sind, werden Kappen und Ferrite benötigt.
Spehro Pefhany
2020-04-10 22:27:54 UTC
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Wenn Sie insbesondere ein paar davon herstellen und sich Gedanken über die Kosten machen, können Sie den XL Semi XL7015 in Betracht ziehen, der in 100er Jahren nur etwa 25 Cent kostet, etwa 1/20die Kosten für die LTC-Boutique-Teile.

Der typische Wirkungsgrad beträgt nur etwa 70% bei 36 V Ein- und 160 mA Ausgang gegenüber 85% beim LTC-Teil, sodass der Batterieverbrauch mit Kosten verbunden ist (etwa 0,08 W mehr Verlust).Es gibt auch weniger Spannungsspielraum und es ist ein physikalisch größeres TO-252-5-Teil.Auf der positiven Seite ist es in der Lage, viel mehr Ausgangsstrom.

enter image description here

bestbattle
2020-04-11 04:29:09 UTC
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Ich denke, Sie können BECs von der Stange für 10S finden - oder sogar höher. Wenn Sie vorhaben, Ihr eigenes Ding zu bauen, müssen Sie den Spannungsabfall berücksichtigen, der mit dem Entladen der Batterie auftritt. BECs wurden speziell für diesen Zweck gebaut, daher der Name (Batterie-Eliminierungsschaltung).

Polar Bear
2020-04-12 06:28:42 UTC
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Da Ihr Eingangsbatteriesatz 36 V hat, kommt ein linearer Spannungsregler nicht in Frage (obwohl dies aufgrund der geringen Stromstärke möglich ist).

Bei linearem Spannungsregler wäre die Verlustleistung (Vin-Vout) * Iout.Wenn beispielsweise die Stromstärke des Verbrauchs 1A beträgt, ist (36-3,3) * 1 = 32,7 W verschwendete Leistung.

Die beste Option wäre ein Tiefsetzsteller (Schaltnetzteil), der die Spannung am Ausgangskondensator überwacht und bei Bedarf wieder auflädt.Der Wirkungsgrad solcher Stromrichter ist ziemlich hoch.

Wenn Sie nach einer sehr kostengünstigen Lösung suchen, überprüfen Sie LM2596 - Datenblatt.

Der Stromverbrauch der MCU ist sehr gering und es gibt viele andere Lösungen auf dem Markt.

salah alami
2020-04-10 21:27:53 UTC
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Ich denke, indem ich zwischen den beiden Komponenten einen Widerstand mit einem Wert von 15 - 16 K (Ohm)

mache
Willkommen auf der Seite :-) Dies ist jedoch eine sehr kurze Antwort für Stack Exchange.Sie haben weder erklärt, wie die Verwendung eines solchen Widerstands eine stabile "Ausgangsspannung" mit variierender Last erzeugen würde (Hinweis: würde es nicht), noch haben Sie andere Probleme mit diesem Ansatz erklärt, z.Effizienz und Leistungsverlust im Widerstand usw. Ich empfehle Ihnen, die Antworten mit den höheren Stimmen zu lesen, um die Qualität und den Detaillierungsgrad zu sehen, die hier gut ankommen.Führen Sie einige Berechnungen durch, um zu sehen, wie Ihre Antwort in der Praxis funktionieren würde, und Sie werden einige * große * Probleme damit sehen :-( Bitte lesen Sie auch die [Tour] und [Hilfe]. Danke
Ostojic Stefan
2020-04-10 12:01:38 UTC
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Meines Wissens ist die einfachste Antwort die Verwendung einer Zenerdiode mit 3,3 Volt.Sie benötigen auch einen Widerstand, um den Strom zu begrenzen, der durch die Diode und zum Mikrocontroller fließt!

Das ist ein einfacher Weg, aber sicherlich kein guter Weg.Haben Sie in den anderen Antworten Diskussionen über Effizienz bemerkt?Linearregler sind sehr ineffizient, weshalb jeder empfohlen hat, Regler zu schalten.Ihr empfohlener Zenerdiodenregler ist weniger effizient als ein Linearregler.
Und bei einem Spannungsabfall von bis zu 41 Volt wird ein Linearregler ** heiß **.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 4.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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