Kann ich die Spannung mit einer 1,5-V-Batterie von 3,3 V auf 1,8 V reduzieren?

Ich habe eine Schnittstelle zu einem EEPROM, der über SPI bei 1,8 V arbeitet. Leider habe ich keine 1,8-V-Stromquelle und da dies ein Wochenendprojekt ist, wollte ich es fertigstellen, ohne in den Laden zu gehen.

Ich bat einen erfahrenen Freund um einen Rat und er schlug vor, dass ich eine 1,5 V AA-Batterie in die Schaltung einlegen könnte, um 1,8 V zu erhalten.

Ist das eine Soundkonfiguration? Ich bin ein Neuling, aber ich habe das Gefühl, dass etwas nicht stimmt, insbesondere was die aktuelle Intensität betrifft.

Edit 1: Ich weiß, dass dies eine schlechte Idee ist, aber ich frage hier, warum . Ich konnte keine ähnliche Frage finden, daher glaube ich, dass es nützlich sein wird, hier daran zu erinnern, warum man schlechte Ideen wie diese nicht weiterverfolgt. Ich werde die Antwort mit der Begründung annehmen, warum ich das nicht tun soll. Ich weiß, dass es mit einem Spannungsregler gemacht werden sollte, ich frage, ob es ohne ihn möglich ist, also kann die Antwort ja / nein mit einer Erklärung sein. Ich bin auch neugierig auf jemanden, der das für möglich hält.

Edit 2: Für diejenigen, die an der Leistungsaufnahme interessiert sind, ist das EEPROM ein Winbond W25Q64FW, und ich werde es über einen TXB0108-Pegelumsetzer (Seite B) verwenden. Für die Aufzeichnungen habe ich diese Schaltung nie ausprobiert (insbesondere nach den Antworten / Kommentaren, die ich erhalten habe), aber ich bin trotzdem sehr daran interessiert zu lesen, was möglich ist oder nicht.

TL; DR; Ihr Freund sagt Ihnen, wie Sie eine Batterie möglicherweise gewaltsam zerstören können. Verwenden Sie stattdessen einen geeigneten Spannungsreglerkreis.

Batterien sind nicht für die Verwendung als Spannungsregler vorgesehen. Zwar würde in einer idealen Welt die von Ihnen vorgeschlagene Schaltung funktionieren (eine ideale Batterie senkt ihre Nennspannung bei jedem Strom), in der Praxis sieht das jedoch etwas anders aus.

Der gesamte aus der 1,8-V-Versorgung entnommene Strom muss von der 3,3-V-Versorgung in die Batterie + Klemme und dann aus der Batterie - Klemme fließen. Dies treibt tatsächlich einen Ladestrom in die Batterie. Die Batterie wirkt als Last.

Es gibt einen Grund, warum auf den Batterien die Warnung "Nicht aufladen" aufgedruckt ist. Wenn sie aufgeladen werden, kann dies zu einer möglicherweise gewaltsamen Entlüftung führen. Sicherlich eine unordentliche.

Jetzt werden Sie sich fragen, aber was wäre, wenn ich einen Akku verwenden würde. Am Anfang würde es wahrscheinlich gut funktionieren. Die Ausgangsspannung sinkt jedoch, wenn der Akku aufgeladen wird.

Die Spannung an der Batterie steigt so lange an, bis entweder die vollen 3,3 V an der Batterie abfallen oder die Batterie durch Überspannungsladen beschädigt wird.

In jedem Fall erhalten Sie dadurch keine stabile Ausgangsspannung, da die Zellenspannung mit dem von der Last aufgenommenen Strom variiert. Es unterscheidet sich kaum von der Verwendung eines Widerstands als Regler, was nicht gut funktioniert.

Die richtige Lösung ist die Verwendung einer Spannungsreglerschaltung. Es gibt viele Designs. Nebenschlussregler mit Zenerdioden, Linearregler-ICs (z. B. LM317), Spannungsregler der Transistorserie.

Lassen Sie mich Ihnen genau zeigen, warum dies eine schlechte Idee ist, eine Batterie auf diese Weise zu verwenden. Die folgende Simulation zeigt ein Beispiel mit einer Last von 100 mA. Wie Sie sehen, fließen dadurch auch 100 mA Strom in die Batterie.

Wenn Sie eine Alkalibatterie verwenden, führt dies zu einem Ladevorgang, der zu einer eventuellen Erwärmung der Batterie führt und zur Explosion oder zumindest zum Platzen eines Siegels und einer Undichtigkeit führen kann.

Wenn Sie eine wiederaufladbare Batterietechnologie wie den Lithium-Typ ausprobiert haben, wird diese bald überladen, und diese können sogar Feuer fangen, wenn sie zu stark überladen sind.

Es gibt eine sichere Möglichkeit, die Ausgangsspannung in einem solchen Schaltkreis mit einer Batterie zu regeln . Wenn Sie Ihre Laststromanforderungen sorgfältig abschätzen können, können Sie einen Ballastwiderstand wie unten gezeigt über die Batterie legen. Sie müssen den Ballastwiderstand so dimensionieren, dass der Batteriestrom die Batterie immer dann entlädt, wenn der Laststrom von Null auf den für Ihre Last erforderlichen Maximalstrom abfällt. Ich habe Werte gezeigt, die für Lasten bis zu 50 mA geeignet sind.

Auf diese Weise arbeitet die Batterie als Nebenschlussregler. Der Ballastwiderstand verschwendet die Batterieenergie, erreicht jedoch das OP-Ziel, 1,8 V für eine schnelle einmalige Anwendung zu erhalten.

Auf dem Papier sieht es so aus, als ob es so wäre, aber ...

Die Ausgangsspannung dieser Anordnung ist möglicherweise etwas geringer als erwartet. Die Batterie kann unter einer Nennlast 1,5 V abgeben, aber um einen Strom wieder hinein zu treiben, ist möglicherweise ein kleines zusätzliches Potential erforderlich, das in Ihrem Stromkreis die Ausgangsspannung gefährden würde.

Ungeachtet dessen ist dies eine schlechte (potenziell gefährliche) Idee: Wenn Sie einen Ladestrom in eine Einwegbatterie fließen lassen, erzwingen Sie chemische Reaktionen innerhalb der Batterie, für die sie nie entwickelt wurde. Eine wahrscheinliche Reaktion ist die Bildung von Wärme und explosiven Gasen, über die die Zelle nicht verfügen kann. Dies kann zu einem Druckaufbau führen, bis die Zelle platzt (explodiert) und möglicherweise schädliche, ätzende und / oder entzündliche Chemikalien freigesetzt werden.

Selbst wenn Sie einen Akku auf diese Weise verwenden, ist dies eine schlechte Idee, da die Spannung an den Anschlüssen je nach Ladezustand variiert, was zu einer nicht sehr vorhersehbaren Ausgangsspannung führt. Auch hier besteht die Gefahr, dass Sie den Akku mit dem Potenzial eines ähnlichen Akkus überladen Konsequenzen; Eine Überladung führt in der Regel (erneut) zu chemischen Reaktionen, für die die Batterie nicht ausgelegt ist. Wiederaufladbare Akkus können nur in einem dafür vorgesehenen Stromkreis sicher aufgeladen werden.

Sind Sie sicher, dass Ihr Freund dies nicht vorgeschlagen hat?

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab}

Eine 1,5-V-Alkalibatterie ist bei voller Ladung und ohne hohe Last näher an 1,65. Und das kann nahe genug an 1,8 V sein, um für Ihre Bedürfnisse zu arbeiten. Konsultieren Sie das Datenblatt. Oder wenn es sich um ein inkonsequentes Hobbyprojekt handelt, können Sie es einfach erstellen und prüfen, ob es funktioniert.

Oder vielleicht war der Vorschlag:

^{simulieren Sie diese Schaltung}

Beide Ansätze funktionieren. Im Gegensatz zu der von Ihnen gezeichneten Anordnung müssen Sie den Akku nicht "rückwärts" laufen lassen, um ihn aufzuladen.

Wenn der Strom niedrig ist und Ihr 3v3-Laufwerk ausreichend ist, verwenden Sie einfach einen ohmschen Teiler - sagen wir 83r bis + und 100r bis gnd. Der Mittelpunkt ergibt 1v8. Ja, das wird sinken, wenn Sie Strom ziehen, und langfristig ist es böse. Aber es funktioniert für die wenigen Zyklen, die Sie benötigen. Die reisitor-Werte können so skaliert werden, dass sie Ihren Vorstellungen entsprechen.

Wie in anderen Antworten beschrieben, ist das Wichtigste, was Sie verstehen müssen, dass Sie diesen Akku versehentlich aufladen. Angenommen, der Akku ist nicht zum Laden vorgesehen, so erwarten Sie bei längerem Gebrauch einige Flammen.

Anstelle dieser Methode gibt es viele Methoden, die "Spannungsregler" verwenden. Schauen Sie sich stattdessen LM334 an. Mit der richtigen Vorspannung des Widerstands können Sie eine perfekte 1,8-V-Ausgabe erzielen.

Denken Sie daran, dass sich EEPROMs möglicherweise fehlerhaft verhalten, wenn die Stromquelle nicht stabil ist. Sie könnten sich wegen Ihres einfachen Fehlers, keine geeignete Stromquelle zu wählen, den Kopf zerbrechen.

Unabhängig vom Batterieproblem:

Wenn Sie eine Auswahl an Siliziumdioden und / oder LEDs haben, können diese verwendet werden, um die Art von Spannungsabfall zu erzielen, die Sie benötigen. Möglicherweise möchten Sie einen Widerstand parallel zum IC, um die Durchlassspannung der Diode in einen stabilen Abschnitt der Kurve zu bringen.

Beachten Sie, dass die meisten ICs es nicht ertragen, mit Eingangsspannungen betrieben zu werden, die ihre Versorgungsspannung überschreiten.

Wenn es ein Wochenend-Hacking-Projekt ist, würde ich sagen, die Antwort ist ein klares JA, das SIE KÖNNEN , bis Sie am Montag in die Läden kommen können.

Obwohl Sie den Akku gleichzeitig aufladen würden, verbrauchen EEPROMs nicht allzu viel Strom, sodass Sie den Akku mit einem geringen Strom aufladen würden. Ich habe es selbst gemacht, obwohl nicht für EEPROMS. Ansonsten hast du eine 1,5V Zenerdiode rumliegen?

NB: Auch sollten Sie die 3,3V - Versorgung zu trennen , bevor es Ausschalten, sonst können Sie -1,5 V in das EEPROM beliefern :)