Pregunta:
¿Qué método o componente es mejor para regular 42 a 3,3 V?
Muthu
2020-04-09 14:45:51 UTC
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Estoy usando un paquete de baterías de 36 V (10 s 2.5 A cada celda 3.6V.) Su voltaje máximo es 42 V. Estoy usando un microcontrolador STM32 cuya entrada es 3.3 V.

Estoy diseñando un PCB en el que la fuente de alimentación se obtiene del paquete de baterías (42 V.) Me gustaría alimentar el microcontrolador STM32 desde el suministro de energía del paquete de baterías.

Me gustaría regular 42 a 3.3 V para poder alimentar mi microcontrolador STM32.

¿Qué método es mejor para convertirlo usando un regulador o un convertidor reductor según el diseño de la PCB?

Battery Especificación: 10s1p

  • Voltaje nominal de la batería: 36 V
  • Voltaje máximo de la batería: 42 V
  • Corriente de la batería: 2500 mAh

Especificación del microcontrolador M: STM32F401RCT6

  • Voltaje de suministro: 3.3 a 3.6 V
  • Corriente de suministro: 100 a 160 mA

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¿Qué método o componente es mejor para regular 42 V para poder alimentar mi microcontrolador con 3.3 V?

¿Ha mirado a convertidores de dólar?Si es así, ¿qué encontraste?¿Has probado TI webench?
Si tiene la oportunidad de aprovechar el voltaje entre las baterías, esa sería la mejor opción.
Nueve respuestas:
#1
+19
Andy aka
2020-04-09 15:19:40 UTC
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Me gusta bastante el LT8631 (1 amperio a 3.3 voltios y rango de voltaje de entrada de hasta 70 voltios): -

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O quizás el LT8630: -

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O posiblemente el LTC7138: -

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O elija su propio convertidor de dinero usando la herramienta de selección del dispositivo analógico.

Muchas gracias, he seleccionado LTC3638.¿Puedo saber cuáles son las cosas principales que debemos saber al seleccionar el convertidor de dólar?
Lo principal es que tiene una eficiencia energética muy decente en comparación con un regulador lineal.
@Muthu Siempre he descubierto que los dispositivos analógicos tienen las cosas más caras, y ciertamente no decepcionan aquí.Por menos dinero, puede obtener el MAXM15062 que no requiere ningún componente externo y sigue siendo un paquete muy compacto
Pagas por lo que obtienes en mi experiencia y sí, son más caros (y también lo que la tecnología Linear antes de que ADI los adquiriera) pero, creo firmemente que cuando se trata de chips de fuente de alimentación, vale la pena desembolsarlos por un mayor rendimiento.de lo que se espera para obtener confiabilidad.
#2
+11
mhaselup
2020-04-09 15:33:51 UTC
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Un convertidor de dólares es el mejor enfoque

Un circuito regulador lineal en el peor de los casos tendrá que bajar 42V a 3.6V = 38.4V.A 160 mA, la potencia disipada por el regulador será de 6,14 W.

Por otro lado, un convertidor reductor reducirá el voltaje al nivel requerido con posiblemente un 90% de eficiencia (menos energía desperdiciada como calor) y probablemente reducirá el consumo de corriente a 3.6 / 42 * 160mA = 13.7mA, lo que permitirá que su batería alimente elcircuito 11,67 veces más largo.

https://www.monolithicpower.com/en/products/dc-dc-power-conversion/switching-regulators/step-down-buck/converters/vin-max-48v/mp2492.html o similar podría hacer esto.

En esa disipación, el rechazo de calor será un problema aún mayor que la duración de la batería.
#3
+10
sgt_johnny
2020-04-09 15:03:04 UTC
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El mejor método es utilizar un regulador de conmutación de topología reductora.

Por ejemplo, Analog Devices LT3437 tiene un circuito de referencia / ejemplo para su aplicación

#4
+8
jpa
2020-04-10 13:37:47 UTC
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Un convertidor de dinero es la solución correcta, y muchos de los chips sugeridos en otras respuestas son fáciles de usar, ya que las hojas de datos ya tienen diseños que puede usar.Pero aún requiere un diseño de PCB y otros trabajos de diseño.

SHR05 diagram from datasheet

La solución más sencilla es utilizar un módulo convertidor de dinero prefabricado.Por ejemplo, SRH05S3V3 puede proporcionar 3.3V hasta 500 mA desde un voltaje de entrada entre 9V y 72V.Tiene solo tres pines: Vin, Vout, GND.Incluso los condensadores de entrada y salida son opcionales, ya que el módulo tiene pequeños condensadores integrados.

SHR05 photo

¿Hay alguna desventaja en él, como la eficiencia o el poder?
Tenga cuidado con estos dispositivos.Suelen ser muy ruidosos; en este ejemplo, ~ 75mVpp de ondulación en la salida.Probablemente esté bien para una MCU, pero no sería bueno para ninguna parte analógica (incluidos PLL, ADC, DAC, etc.).También tienden a exhibir poca eficiencia
@TomCarpenter: ¿Qué tal usar un dispositivo de este tipo para producir 5.0V y luego usar un regulador regulador lineal en eso?La eficiencia no sería excelente, pero probablemente sería 5 veces mayor que la de un regulador lineal de 36V.
@supercat Puede, pero tenga en cuenta la caída y el PSRR en el regulador lineal.Los armónicos de conmutación son lo suficientemente altos como para que el bucle de control del regulador lineal no pueda responder a tiempo y pasar directamente.Entonces, si lo que busca es bajo nivel de ruido, se necesitan tapas y ferritas.
#5
+4
Spehro Pefhany
2020-04-10 22:27:54 UTC
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Si está fabricando un montón de ellos, en particular, y le preocupa el costo, podría considerar el XL Semi XL7015, que cuesta solo alrededor de 25 centavos en 100, aproximadamente 1/20el costo de las piezas de boutique de LTC.

La eficiencia típica es solo alrededor del 70% con 36 V de entrada y 160 mA de salida frente al 85% de la parte LTC, por lo que hay un costo en el consumo de batería (aproximadamente 0,08 W más de pérdida).También hay menos margen de voltaje y es una pieza TO-252-5 físicamente más grande.En el lado positivo, es capaz de mucha más corriente de salida.

enter image description here

#6
  0
bestbattle
2020-04-11 04:29:09 UTC
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Creo que puede encontrar BEC estándar por 10S, o incluso más. Si planeas construir tu propia cosa, debes tener en cuenta la caída de voltaje que aparece con el agotamiento de la batería. Los BEC están especialmente diseñados para este propósito, de ahí el nombre (circuito de eliminación de batería).

#7
  0
Polar Bear
2020-04-12 06:28:42 UTC
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Como su paquete de baterías de entrada es de 36 V, el regulador de voltaje lineal está fuera de discusión (aunque es posible debido a un amperaje de bajo consumo).

Con un regulador de voltaje lineal, la disipación de potencia sería (Vin-Vout) * Iout.Por ejemplo, si el amperaje de consumo fuera 1 A, entonces (36-3,3) * 1 = 32,7 W de potencia desperdiciada.

La mejor opción sería un convertidor reductor (fuente de alimentación conmutada) que monitorea el voltaje en el capacitor de salida y lo recarga cuando se requiere.La eficiencia de estos convertidores de potencia es bastante alta.

Si está buscando una solución muy económica, consulte LM2596 - hoja de datos.

El consumo de energía de MCU es muy pequeño y hay muchas otras soluciones en el mercado.

#8
-4
salah alami
2020-04-10 21:27:53 UTC
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Creo que al hacer entre los dos componentes una resistencia con un valor igual a 15-16 K (ohmios)

Bienvenido al sitio :-) Sin embargo, esta es una respuesta muy breve para Stack Exchange.No explicó cómo el uso de una resistencia de este tipo produciría un voltaje de "salida" estable, con carga variable (pista: no lo haría), ni explicó ningún otro problema con ese enfoque, p.eficiencia y pérdida de potencia en la resistencia, etc. Le recomiendo que lea las respuestas con más votos para ver la calidad y el nivel de detalle que se recibe bien aquí.Haga algunos cálculos para ver cómo funcionaría su respuesta en la práctica, y verá algunos * grandes * problemas con ella :-( Por favor, lea el [recorrido] y la [ayuda] también. Gracias
#9
-6
Ostojic Stefan
2020-04-10 12:01:38 UTC
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La respuesta más fácil de acuerdo con mi conocimiento es usar un diodo Zener con 3.3Voltios.¡También necesita una resistencia para limitar la corriente que fluye a través del diodo y al microcontrolador!

Es una forma sencilla, pero ciertamente no es una buena forma.¿Notó discusiones sobre eficiencia en las otras respuestas?Los reguladores lineales son muy ineficientes, por lo que todos han recomendado cambiar los reguladores.Su regulador de diodo zener sugerido es menos eficiente que un regulador lineal.
Y con una caída de voltaje de hasta 41 voltios aproximadamente, un regulador lineal se volverá ** caliente **.


Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 4.0 bajo la que se distribuye.
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