Как стать автором
Обновить

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx)

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение8 мин
Количество просмотров7K
Всего голосов 37: ↑37 и ↓0+55
Комментарии25

Комментарии 25

А как на счёт переделки копеешных плат на основе mt3608 (из 2 получается 1 и куча лишних деталей, либо к одной нужно просто добавить конденсатор и индуктивность)?
Вот здесь описание процедуры переделки и испытания. Эта же статья на муське от того же человека.

Статью прочитал, насколько я понял, автор вообще не акцентировал внимание на токе потребления модуля без нагрузки (который для нас является принципиально важным) и сколько потребляют его модули в этом режиме, особенно после переделки - это всё нужно тестировать.

Кроме того, модули на 63хх подкупают тем, что прямо предназначены для наших целей, в них не нужно особо что-то переделывать и они вполне прилично работают.

Вроде есть уже переделанные китайцами (когда статью искал в гугле как раз находились).
Ну а на счёт простоя: есть доработка платы с TP4056 и MT3608. Там делается отключение преобразователя при отсутствии потребления с помощью оптопары. Можно позаимствовать оттуда решение, правда нужно будет немного переделывать под потребляемые токи.

Я себе для работы когда-то делал перевод питания мультиметров DT-83*/DT-700 (другие просто не рассчитаны на измерение переменного напряжения порядка 700В или обходятся сильно дороже) с 9В на 3В. Делалось потому что щелочные кроны стоили заметно дороже, чем пара щелочных батареек типоразмера AAA. Ну а потребление в простое фиксил просто ползунковым переключателем между держателем батареек и входом преобразователя.

Я только "за", только немного смущает фраза "в выключенном не потребляет ничего" - у нас ведь в этом режиме не прекращается питание, а продолжает подаваться 3,3В на MCU (с затратами 35 мкА).

Всё это хорошо, интересно и познавательно, однако к сожалению продукция фирмы TI сейчас в России недоступна. Я имею в виду для российских компаний, покупающих ЭРИ для производства собственной продукции.

Было бы очень интересно почитать о том, как можно заменить эти модули. Может быть есть какие-то китайские микросхемы, обеспечивающие аналогичную функциональность. Может быть можно вообще на дискретных элементах собрать.

Я бы тоже об этом с удовольствием почитал. Но для DIY модули на 63хх можно без проблем купить на Али.

Насчёт дискретных элементов - это навряд ли, да и технологически и экономически это нецелесообразно.

Китайцы X-Powers, серия AXP, полноценные PMIC за 150-400р в рознице. Если покупать большими объемами, то наверное будет еще дешевле.

Микросхемы нормальные, китайцы часто их ставят на свои одноплатники по типу Orange Pi и т.п.

Замечательное семейство микросхем. Простые как мычание и без лишних ног (ненавижу, когда простую по функциям схему "вход, выход, земля и питание" упаковывают в 100-пиновый корпус, требующий многослойной платы).

Я как раз недавно делал прототип на TPS61322 - питание 5-вольтового микроконтроллера от щелочного элемента. Особенность изделия была в том, что оно должно ждать в спящем режиме несколько лет, пока его не разбудят нежным пинком по ртутному датчику.

В итоге у меня преобразователь вместе с контроллером ATtiny жрал в спящем режиме 93uA. То есть от батарейки размера D через 12 лет осталась бы половина емкости (теоретически, без учета саморазряда).

А почему не питать тиньку от двух 1.5 батареек?
Или от 3В литиевой?
Или от экзотической LiSocl2 3.6?
Тогда тиньку можно питать напрямую и кушать она будет в режиме сна меньше 1uA
На о после пробуждения она в принципе может запустить любой преобразователь для MCU

MCU может находиться в разных вариантах спящего режима и внутри у него может много чего работать в спящем режиме - поэтому ему (в общем случае) нужно постоянное питание.

поэтому ему (в общем случае) нужно постоянное питание.

Есть вариант, когда в режиме сна минимально необходимое питание подается напрямую от батареи. MCU просыпается, включает преобразователь, получает мощные и стабильные 5 вольт для себя и для периферии, поднимает себе тактовую частоту, делает что нужно, снижает частоту, выключает преобразователь и снова засыпает.

А почему не питать тиньку от двух 1.5 батареек?

Там у тиньки был еще payload, которому нужно строго 5V. Ну и две разряженных батарейки под нагрузкой могли бы просесть ниже минимальных для микроконтроллера 1.8V.

Литиевые и тиониловые батарейки не вписывались в бюджет. И финансовый, и энергетический.

В режиме сна меньше микроампера можно получить только с выключенным watchdog, чего бы не хотелось. По потребляемому току итоговый результат меня устроил, дополнительных ухищрений не потребовалось. Щас посмотрел свои записи - от свежего элемента (1.5V) все мое устройство жрало во сне 46uA, от разряженного (0.9V) - 93uA. Это с постоянно включенным преобразователем.

Просто 93мкА для режима сна это дофига. За год без учета саморазряда батареи и активного режима такая схема съест 800мА а с учетом все 1000

Даже ESP32 вполне можно уложить в 20мкА, а ESP32C3 в 10мкА

Во время сна обычно нужно либо просыпание от внешнего прерывания, либо от таймера. При этом можно просыпаться каждый несколько секунд, включать 5В, проверять периферию и снова в сон. ADC держать включенным довольно накладно.

Но опять же, хозяин барин. Устраивает 93мкА, так устраивает. Лично мне в батареечных датчиков и 10мкА кажется много. Сейчас вообще запустил схему питания через таймер сна TPL5110. Там потребления ни один бытовой мультиметр не ловит (35нА). Жалко только что время выставляется через внешний RC и не может превышать 2 часа.

Выглядит как описание мины

Чего стесняется TI и почему угол наклона в реальности значительно больше «теоретического» я сказать не могу — возможно дело в методике измерений .....

Вполне возможно. Входной ток я-бы измерерял отфильтровав. "Чёрный тантал" на входе мало похож на low ESR и значительная часть пульсаций измеряется прибором. То же и на выходе, т.к. никто не знает сколько и какой "керамики" туда положили.

Общая болезнь таких Али-платок - заниженный габарит дросселя, не позволяющий прокачивать через него достаточно энергии на максимальных токах.

Общая болезнь таких Али-платок - заниженный габарит дросселя

Кажется это касается всего с али. Замечено насыщение выходных дросселей в усилителях класса-D при ощутимой мощности >75% (не помню точно, пусть буде так). В блоках питания и подавно.

Меня гложут смутные сомнения — я подозреваю, что на наклон графика влияет внутренняя схема измерения тестера (в данном случае UNI-T UT61E+, UT70A). Косвенно это подтверждается тем, что угол наклона меняется при изменении диапазонов измерения.

  1. Угол наклона больше теоретического потому, что автор его измерял не там, где измеряет TI. Соответственно, добавилось падение напряжения на дорожках.

  2. "Странный модуль" с диапазоном до 16В просто расcчитан на схемы 2S или 3S (два или три последовательно соединённых аккумулятора).

Это интересно. А где и как это измеряет TI?

Я измерял на выходных контактах модуля, прямо для этого предназначенных.

Я бы предположил, что влияют не дорожки, а шунты и внутренняя схемотехника мультиметра.

TI измеряет напряжение на выходном конденсаторе, потому что стабилизируется именно оно. А за дальнейшие дорожки TI не в ответе. Если же повесить нагрузку, амперметр, и измерять напряжение на нагрузке - то добавится падение на дорожках, на шунте амперметра, на щупах...

Видимо так оно и есть, я тоже склоняюсь к этому мнению.

Наклон ВАХ в данном тестовом стенде это внутреннее сопротивление источника питания, т.е. всей платы преобразователя.

R(вых) = dU/dI, навскидку по вашей таблице это 0.6 Ом. Как верно подметили это сопротивление дорожек и пр. Посмотрел даташит, за обратную связь отвечает пин FB 4 Voltage feedback sensing pin. Можно посмотреть на плате откуда он снимается. Либо считать это не багом, а фичей.

не нашел в статье упоминания про уровень безопасного разряда. LiPo батарейка разряженная до 2.5V это немного опасно, как мне кажется. Я обычно ставлю 3.2V нижний предел.
Там еще один маленький ньюанс, с 4V до 3.2V батарейка разряжается очень долго и равномерно. После 3.2V ( 3V ) счет идет уже на минуты/секунды.

Так статья не про это - в ней рассматривается только вопрос эффективной запитки контроллеров (преобразования напряжения).

А вопросы режимов работы аккумуляторов - это тема отдельной статьи.

А литий-железо-фосфатные аккумы не рассматриваются? Рабочий диапазон напряжений уже 3.0-3.4В

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий