Domanda:
Quale metodo o componente è meglio regolare da 42 a 3,3 V?
Muthu
2020-04-09 14:45:51 UTC
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Sto usando una batteria da 36 V (10s 2,5 A ogni cella 3,6V). La sua tensione massima è 42 V. Sto usando un microcontrollore STM32 il cui ingresso è 3,3 V.

Sto progettando un PCB in cui l'alimentazione viene prelevata dal pacco batteria (42 V.) Vorrei alimentare il microcontrollore STM32 dall'alimentatore del pacco batteria.

Vorrei regolare da 42 a 3,3 V in modo da poter alimentare il mio microcontrollore STM32.

Qual è il metodo migliore per convertirlo utilizzando un regolatore o un convertitore buck basato sulla progettazione del pcb?

Specifiche della batteria: 10s1p

  • Tensione nominale del pacco batteria: 36 V
  • Tensione massima del pacco batteria: 42 V
  • Corrente batteria: 2500 mAh

Specifiche del controller M: STM32F401RCT6

  • Tensione di alimentazione: da 3,3 a 3,6 V
  • Corrente di alimentazione: da 100 a 160 mA

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Quale metodo o componente è migliore per regolare 42 V in modo da poter alimentare il mio microcontrollore con 3,3 V?

Hai esaminato i convertitori buck?Se sì, cosa hai trovato?Hai provato TI webench?
Se hai l'opportunità di intercettare la tensione tra i bayteries, questa sarebbe la scelta migliore.
Nove risposte:
Andy aka
2020-04-09 15:19:40 UTC
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Mi piace abbastanza l'LT8631 (1 amp a 3,3 volt e range di tensione in ingresso fino a 70 volt): -

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O forse l'LT8630: -

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O forse l'LTC7138: -

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Oppure scegli il tuo convertitore buck utilizzando lo strumento di selezione del dispositivo analogico.

Grazie mille, ho scelto LTC3638.Posso sapere quali sono le cose principali che dobbiamo sapere selezionando il convertitore buck.
La cosa principale è che ha un'efficienza energetica molto decente rispetto a un regolatore lineare.
@Muthu Ho sempre scoperto che Analog Devices ha le cose più costose e di certo non deludono qui.Per meno soldi, puoi ottenere il MAXM15062 che non richiede componenti esterni ed è comunque un pacchetto molto compatto
Paghi per quello che ottieni dalla mia esperienza e sì, sono più costosi (e quindi quale tecnologia Linear prima che ADI li acquisisse) ma, sono convinto che quando si tratta di chip di alimentazione valga la pena sborsare per prestazioni più elevatedi quanto ci si aspetta per ottenere affidabilità.
mhaselup
2020-04-09 15:33:51 UTC
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Un convertitore buck è l'approccio migliore

Un circuito regolatore lineare nel peggiore dei casi dovrà scendere da 42 V a 3,6 V = 38,4 V.A 160mA la potenza dissipata dal regolatore sarà 6,14W.

D'altra parte un convertitore buck abbasserà la tensione al livello richiesto con un'efficienza possibilmente del 90% (meno energia sprecata come calore) e probabilmente ridurrà il consumo di corrente a 3,6 / 42 * 160 mA = 13,7 mA consentendo alla batteria di alimentare ilcircuito 11,67 volte più lungo.

https://www.monolithicpower.com/en/products/dc-dc-power-conversion/switching-regulators/step-down-buck/converters/vin-max-48v/mp2492.html o simili potrebbero farlo.

A quella dissipazione, il rifiuto del calore sarà un problema ancora più grande della durata della batteria.
sgt_johnny
2020-04-09 15:03:04 UTC
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Il metodo migliore è utilizzare un regolatore a commutazione di topologia buck.

Ad esempio, Analog Devices LT3437 ha un circuito di riferimento / esempio per la tua applicazione

jpa
2020-04-10 13:37:47 UTC
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Un convertitore buck è la soluzione giusta e molti dei chip suggeriti in altre risposte sono facili da usare poiché i fogli dati hanno già progetti che puoi semplicemente usare.Ma richiede ancora un layout PCB e altro lavoro di progettazione.

SHR05 diagram from datasheet

La soluzione più semplice è utilizzare un modulo convertitore buck premade.Ad esempio, SRH05S3V3 può fornire 3,3 V fino a 500 mA da una tensione di ingresso compresa tra 9 V e 72 V.Ha solo tre pin: Vin, Vout, GND.Anche i condensatori di ingresso e di uscita sono opzionali, poiché il modulo ha piccoli condensatori integrati.

SHR05 photo

ci sono degli svantaggi in esso come l'efficienza saggio o il potere saggio
Diffidare di tali dispositivi.Tendono ad essere molto rumorosi: in questo esempio, ondulazione di ~ 75 mVpp sull'uscita.Probabilmente andrebbe bene per un MCU, ma non andrebbe bene per nessuna parte analogica (inclusi PLL, ADC, DAC, ecc.).Inoltre tendono a mostrare una scarsa efficienza
@TomCarpenter: Che ne dici di utilizzare un dispositivo del genere per produrre 5,0 V e quindi utilizzare un regolatore regolatore lineare su quello?L'efficienza non sarebbe eccezionale, ma sarebbe comunque probabilmente 5 volte quella di un regolatore lineare da 36V.
@supercat Puoi, ma attenzione al dropout e al PSRR sul regolatore lineare.Le armoniche di commutazione sono sufficientemente alte da impedire al circuito di controllo del regolatore lineare di rispondere in tempo e passare direttamente attraverso.Quindi, se la bassa rumorosità è ciò che cerchi, sono necessari cappucci e ferriti.
Spehro Pefhany
2020-04-10 22:27:54 UTC
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Se ne stai facendo molti, in particolare, e sei preoccupato per il costo, potresti prendere in considerazione il XL Semi XL7015, che costa solo circa 25 centesimi su 100, circa 1/20il costo delle parti della boutique LTC.

L'efficienza tipica è solo del 70% circa con 36 V in ingresso e 160 mA in uscita rispetto all'85% per la parte LTC, quindi c'è un costo nel consumo della batteria (circa 0,08 W in più di perdita).C'è anche un margine di tensione inferiore ed è una parte TO-252-5 fisicamente più grande.Tra i lati positivi, è in grado di fornire molta più corrente di uscita.

enter image description here

bestbattle
2020-04-11 04:29:09 UTC
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Penso che tu possa trovare BEC standard per 10S o anche superiori. Se hai intenzione di costruire il tuo oggetto, devi tenere conto della caduta di tensione che appare con l'esaurimento della batteria. I BEC sono costruiti appositamente per questo scopo, da cui il nome (circuito di eliminazione della batteria).

Polar Bear
2020-04-12 06:28:42 UTC
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Poiché la batteria in ingresso è di 36 V, il regolatore di tensione lineare è fuori discussione (sebbene sia possibile a causa del basso consumo di corrente).

Con il regolatore di tensione lineare la dissipazione di potenza sarebbe (Vin-Vout) * Iout.Ad esempio, se l'amperaggio di consumo fosse 1 A, (36-3,3) * 1 = 32,7 W di potenza sprecata.

L'opzione migliore sarebbe un convertitore buck (alimentatore switching) che monitora la tensione sul condensatore di uscita e lo ricarica quando sarà necessario.L'efficienza di tali convertitori di potenza è piuttosto elevata.

Se stai cercando una soluzione molto economica, controlla LM2596 - scheda tecnica.

Il consumo energetico dell'MCU è molto ridotto e sul mercato sono disponibili molte altre soluzioni.

salah alami
2020-04-10 21:27:53 UTC
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penso facendo tra le due componenti una resistenza con valore pari a 15 - 16 K (ohm)

Benvenuto nel sito :-) Tuttavia questa è una risposta molto breve per Stack Exchange.Non hai spiegato come l'utilizzo di un tale resistore produca una tensione di "uscita" stabile, con carico variabile (suggerimento: non lo farebbe), né hai spiegato altri problemi con questo approccio, ad es.efficienza e perdita di potenza nel resistore, ecc. Ti consiglio di leggere le risposte più votate, per vedere la qualità e il livello di dettaglio che è ben accolto qui.Fai alcuni calcoli per vedere come funzionerebbe in pratica la tua risposta e vedrai alcuni * grossi * problemi con essa :-( Per favore leggi anche [tour] e [aiuto]. Grazie
Ostojic Stefan
2020-04-10 12:01:38 UTC
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La risposta più semplice secondo le mie conoscenze è usare un diodo zener con 3,3 Volt.Hai anche bisogno di un resistore per limitare la corrente che scorre attraverso il diodo e verso il microcontrollore!

È un modo semplice, ma certamente non buono.Hai notato discussioni sull'efficienza nelle altre risposte?I regolatori lineari sono molto inefficienti, motivo per cui tutti hanno raccomandato i regolatori di commutazione.Il tuo regolatore a diodi zener suggerito è meno efficiente di un regolatore lineare.
E con una caduta di tensione fino a 41 volt circa, un regolatore lineare diventerà ** caldo **.


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Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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