Effizienter Low-Power-Buck-Regler-IC (Step-Down) für Li-Ion - 3,3-V-Umwandlung?

Für Elektronikanfänger ist es nicht einfach, eine gute Elementbasis zu finden, daher hoffe ich, dass diese Frage passt.

Voraussetzung: Effizientes Versorgen eines schlanken 3,3-V-basierten MCU-Designs mit einem Li-Ion-Akku. "Effizient" bedeutet nicht mehr als 20 uA Ruhestrom, 10 uA sind besser.
Erdstrom für 1mA Ausgangsstrom <50uA.
Maximal erforderlicher Ausgangsstrom> = 50mA.
Ein SOT-Paket (im Vergleich zu diesen <2x2mm SON-Paketen) ist ebenfalls ein Plus.
Eine höhere Frequenz und ein kleinerer Induktor sind ebenfalls gut (insbesondere, wenn dies nicht mit den Paketanforderungen in Konflikt steht ;-)).

Gute Verfügbarkeit und Preis sind auch wichtig. Das ist definitiv subjektiv, aber 2-3 Namen anzugeben ist besser als zu sagen, dass X das Beste ist.

Vielen Dank!

Du willst keinen Switcher. Ihre Eingangs- / Ausgangsdifferenz ist so gering (für den größten Teil der Entladekurve beträgt die Spannung weniger als 3,8 V), dass sie selbst bei einem Wirkungsgrad von 90% nicht viel besser ist als ein LDO.

Schauen Sie sich den Seiko S1167 an :

• Erdstrom typisch 9 µA
• Erhältlich in 100-mV-Schritten von 1,5 V bis 5,5 V.
• 1% Ausgangsspannungsgenauigkeit
• 150 mA Ausgangsstrom
• 150 mV Ausfall bei 100 mA
• Eingang herunterfahren
• SOT23-5-Paket

edit
Im S1313 ein noch besseres gefunden :

• Erdstrom 0,9 µA
• 200 mA Ausgangsstrom

Seiko gibt keine Daten für den Erdstrom unter Last an, aber meiner Erfahrung nach sollten Sie mit 1% des Laststroms rechnen, also bei 1 mA ungefähr 10 µA, höchstwahrscheinlich weniger als 50 µA.

Sie sollten zunächst die parametrische Suche verwenden, die von den verschiedenen Distributoren (z. B. http://digikey.com bietet eine fantastische parametrische Suche) und Herstellern bereitgestellt wird . Normalerweise können Sie nach den Parametern suchen, die Sie in Ihrer Frage angegeben haben.

Nachdem Sie einige Teile gefunden haben, die Ihren Anforderungen entsprechen, sollten Sie das Datenblatt konsultieren und überprüfen, ob das Teil wirklich Ihren Wünschen entspricht.

Das beste Geld kann die beste Wahl sein:

Die allerbesten verfügbaren Tiefsetzsteller sind einem Linearregler überlegen.

Betrachten Sie den Batteriebereich als 4,0 V bis 3,4 V (ignoriert die anfängliche kurze Zeitspanne über 4,0 V und ermöglicht eine Ausgangsleistung von 0,1 V).
Vin = 3,4 min, 3,7 Mittelwert, 4,0 max.
Für einen 3,3-V-Ausgang ergibt ein linearer Regler Wirkungsgrade von
3,3 / 3,4 = 97%, 3,3 / 3,7 = 89% und 3,3 / 4,0 = 83%

Der tatsächliche mittlere Wirkungsgrad hängt von der verwendeten Zelle und dem Lastniveau usw. ab. 3,7 Volt sind jedoch typisch (was wahrscheinlich der Fall ist) für einen Wirkungsgrad von 89%.
Ein sehr guter Buck-Regler mit synchronem Schalten und viel Liebe zum Detail sollte für einen Großteil dieses Bereichs etwa 95% erreichen können. Der Unterschied zwischen der linearen und der Buck-Versorgung ist gering, aber bemerkenswert.

Erdstrom kann ein SEHR schlechtes Leistungsmaß sein: Beachten Sie, dass die Verwendung von Erdstrom als Gütezahl für einen Linearregler SEHR irreführend sein kann. Stellen Sie sich beispielsweise einen Linearregler mit Null Erdstrom und Vin = 3,6 V und Last = 1 mA vor. Der Wirkungsgrad beträgt 3,3 / 3,6 = 91,7%, so dass etwa 8% der Eingangsenergie verloren gehen. Dies entspricht einem Regler mit 100% Umwandlungseffizienz, aber einem Erdstrom von 8% der Last. dh hier 8% x 1 mA = 80 uA. Selbst wenn der Regler einen Erdstrom von 10 uA bei einer Last von 1 mA hat, wird dies durch unvermeidbare Umwandlungsverluste über den größten Teil des Vin-Bereichs hinweg überflutet.

Es wird darauf geachtet, einen IC zu finden, der die oben genannten Spezifikationen erfüllt. Buck-Regler liefern normalerweise Spitzenumwandlungseffizienzen für begrenzte Kombinationen von Vin Vout, Last und mehr. Außerhalb optimaler Bereiche fällt der Wirkungsgrad ab - manchmal schlecht.

Ich habe in der Digikey-Anleitung zur parametrischen Auswahl nachgesehen, ob ein geeignetes Teil leicht identifiziert werden kann. Dies ist keine sofortige Aufgabe, da beispielsweise die Einstellung von Iout_max auf 100 mA irreführend sein kann, da der effizienteste IC möglicherweise über einen Schalter verfügt, der einen höheren Strom als erforderlich schalten kann.

Um zu zeigen, dass ich meine Hausaufgaben mache, habe ich bisher Folgendes gefunden:

Linear hat viel von dieser Magie. Vorsichtsmaßnahme: Sehr teuer, normalerweise mehr als 2 US-Dollar an Verkäuferpreisen. Abgesehen davon, dass es nur teuer ist, bedeutet es auch Verfügbarkeitsprobleme, da nur wenige Parteien solche goldenen Sachen kaufen möchten und die lokalen Händler sich nicht die Mühe machen, sie zu tragen (als Hobbyist interessiere ich mich für einzelne Mengen und DHLing von Digikey und Freunden ist kein Problem gute Option). Wie auch immer, LTC3525 ist sogar ein Boost / Buck mit einem Iq von nur 7uA (wird im Buck-Modus wahrscheinlich eher mehr sein). LTC3620 ist Buck mit Iq = 18uA und Imax = 15mA, was wahrscheinlich zu niedrig ist, verpackt in diesem 2x2mm DFN.

LTC1474 / LTC1475 ist ein 10-uA-Iq-MSOP / SO8-Paket ohne Last. Bei eBay erhältlich.

Der TPS62230 von TI ist gut bei 22 uA und kann sogar lokal bezogen werden, aber bei 1x1,5 mm ist der Fluch vollständig.

Es scheint also, dass Chips, die ich bisher gefunden habe, "zu neu" sind (basierend auf der Verpackung). Es wäre schön, "vorherige Generation" in SOT23 zu finden, daher sind Hinweise willkommen.