Boost- oder Buck-Regler für Batterielebensdauer?

Ich möchte einen drahtlosen Sensorknoten erstellen, der mit etwa 2,5 V betrieben wird. Ich versuche zu entscheiden, ob 3 Alkalibatterien in Reihe mit einem Tiefsetzsteller oder parallel mit einem Aufwärtswandler betrieben werden sollen. Ich denke, wenn beide Konverter den gleichen Wirkungsgrad haben, sagen wir 88%, würden sie genauso lange laufen wie einander?

Der für dieses Projekt erforderliche Strom sollte <200 mA sein

Ich verdiene so etwas für meinen Lebensunterhalt. Vermutlich wird Ihr Sensor die meiste Zeit im Schlaf verbringen und nur aufwachen, um regelmäßig etwas zu lesen oder Daten zu senden. In diesem Fall ist ein Linearregler möglicherweise die bessere Option.

Zum Beispiel würde ein TPS78225 2,5 V bei 150 mA liefern. Beachten Sie, dass Spitzen in der aktuellen Nachfrage durch Kappen und Induktivitäten ausgeglichen werden können. Dieses Gerät hat einen Ruhestrom von 0,5 uA. Wenn Ihr Gerät also den größten Teil seines Lebens im Schlaf verbringt, sollten Sie in der Lage sein, den einstelligen uA-Bereich zu erreichen.

Anstatt 3 Zellen zu verwenden, sollten Sie entweder 4 (2x2) oder eine andere Chemie verwenden (Lithium liefert 3,6 V pro Zelle). Natürlich müssen Sie den Spannungsabfall für das LDO minimieren.

Diese Methode ist wahrscheinlich viel effizienter als jedes andere Schaltsystem, wenn Ihr Leerlaufstrom sehr niedrig ist. Sie können sogar eine Hybridlösung verwenden, bei der Sie ein LDO für den Mikrocontroller und den Schaltregler verwenden, das nur bei Bedarf eingeschaltet wird.

Im Allgemeinen und wenn alle anderen Dinge mehr oder weniger gleich sind, werden I ² R-Verluste die Hauptkosten für den Wirkungsgrad eines Stromrichters sein. Daher wäre es ein Ziel, die Ströme so gering wie möglich zu halten.

Dies würde bedeuten, dass die Gesamtsystemeffizienz mit einem Tiefsetzsteller besser ist als mit einem Aufwärtswandler. Die durchschnittlichen Ströme in den Batterien, der Spule und dem Schaltelement sind alle niedriger.

Mit einem Booster können Sie ihn möglicherweise immer noch in die Nähe von 0,5 Volt bringen. Wenn die 3 in Serie alle auf ungefähr 0 9 Volt abfallen würden, wären Sie wahrscheinlich pleite. Es ist also ein Booster für meine Wahl, aber wählen Sie Ihren Chip sorgfältig aus. Außerdem müssen Sie berücksichtigen, dass alle drei Batterien gleich geladen sein müssen, da sonst andere Verluste entstehen. Nicht so in Serie.

Zusätzliche Informationen zum Batterie-ESR, die berücksichtigt werden sollten - der effektive Serienwiderstand einer "typischen" Alkalibatterie beträgt ca. 0,3 Ohm (siehe Energizer PDF-Datei ). Bei einer Serienkonfiguration beträgt der ESR etwa 0,9 Ohm und bei 3 gleichmäßig "geladenen" parallelen Batterien beträgt der ESR 0,1 Ohm.

Richtig, aber der Wirkungsgrad variiert mit der Last, sodass sie über Ihren Betriebsbereich das gleiche Wirkungsgradprofil haben müssen. Einige Controller / Konverter verfügen auch über Modi für die Effizienz bei geringer Last, die einen großen Unterschied für die Batterielebensdauer bedeuten können, wenn Ihr Sensor nicht viel Strom zieht oder wenn er über einen Schlaf- oder Energiesparmodus verfügt.