DC voltajını artırmak için en az pahalı yol

Bir DC voltajını arttırmanın en pahalı yolu ne olabilir?

Amaç, Atmel ATtiny45 veya ATtiny2313 gibi küçük bir 8-bit mikroişlemciye güç vermek için 1,2 V / 1,5 V (bir AA / AAA hücresinden) 3.3 V'a ve ayrıca (eğer mümkünse) 6 V bir zili çalıştırmak için dönüştürmektir.

Ayrıca, bir alkalin pilden, 3.3 V / 6 V'a yükselttikten sonra güvenle çekilebilecek maksimum akım ne olabilir?

Son olarak, alkalin pilin belirli bir tüketim göz önüne alındığında ne kadar süre dayanacağını nasıl hesaplayabilirim?

Şarj pompası adı verilen ve voltajı iki katına çıkarabileceğiniz bir teknik var , ancak bu size 1,5V'lik bir hücreden sadece 3V ve hatta 1,2V'lik hücreden daha az değer veriyor. Hala bahsetmiyorum, çünkü bugünlerde birkaç mikrodenetleyici 2V'a kadar olan voltajlarla çalışacaktır. Bir şarj pompası, mikrodenetleyiciye güç vermek için yeterli sınırlı akım sağlayabilir, ancak motorlar veya röleler gibi ekstra güç aygıtları devre dışı kalır. Gerilim ayrıca yük altında da düşecektir. Bu yüzden ideal değil. LM2660 anahtarlı bir kapasitör şarj pompadır.

Daha iyi çözüm bir anahtarlama regülatörüdür . Bunlar iki ana topolojide bulunmaktadır: "yüksek voltaj" dan düşük voltaja geçmek için "tok" ve düşük voltajdan "yüksek voltaj" a kadar yükselmek için. Yani bir güçlendirme regülatörü istiyorsunuz. Ana üreticiler arasında Linear Technologies (daha pahalı) ve National Semiconductor (son zamanlarda Texas Instruments tarafından satın alındı) bulunmaktadır. LM2623 0.8V gibi düşük giriş gerilimlerinin üzerinde çalışabilir.

Akım ve batarya ömrü hakkında. 1.5V pil ile çalıştığınızı varsayacağım. Benim masamda olanlar 2300mAh için derecelendirildi, öyleyse bu değeri kullanalım. Diyelim ki mikrokontrolcünüz artı ekstraların 3.3V'de 100mA'ya ihtiyacı var. Bu 330mW. Eğer şalter% 85 verimli ise, pilden 330mW / 0.85 = 390mW çeker demektir. Bu 1,5V'da, yani bataryadan 260mA çekersiniz. Batarya 2300mAh olarak derecelendirilmiştir, ardından cihazınız bir şarjla 2300mAh / 260mA = 9 saat çalışabilir.
Pili çok fazla şarj etmeyi planlıyorsanız, 1 saat içinde boşalacak 2300mA'nın altında kalırdım.

Bunun gibi bir bataryadan daha yüksek bir güç voltajı elde etmek için "yükseltme dönüştürücü" adı verilen belirli bir anahtarlamalı güç kaynağı türünü alır. Bu, daha yüksek voltajdaki hamleler yapmak için bir indüktör kullanır. Konsept, bir çekiçin kolunuzun doğrudan çiviye verebileceğinden çok daha yüksek basınçta darbelere neden olmasıyla aynıdır.

Bunun çoğunu birleştiren cipsler var. Lineer Teknolojiler, ST Micro, TI ve diğerleri, bu çipleri yapar. Microchip'in sunduğu tekliflerden bazıları, sahip olduğunuz dar bir voltaj aralığında oldukça hoş.

Daha yüksek voltaj elde etmek tamamdır, ancak bu yongalar hala fiziğin temel yasalarıyla sınırlıdır. Güç kaynağından daha fazla güç sağlayamazlar. Güç voltaj zaman akımı olduğundan, voltaj arttıkça çıkış akımı da düşmelidir. Tıpkı çekiçle olduğu gibi, kolunuz da daha yüksek kuvvet elde etmek için tırnağa verilenden çok daha fazla hareket koymak zorundadır. Tabii ki de bir miktar kayıp olacak. % 90'ın üzerindeki her şey oldukça iyidir. Örnek olarak, güçlendirme anahtarlayıcınızın% 80 verimli olduğunu ve 1.3V inçten 100mA'da 3.3V ürettiğini söyleyelim. 3.3V * 100mA = 330mW. Anahtarlayıcıdaki kaybın muhasebeleştirilmesi, 330mW /% 80 = 413mW inç. 413mW / 1.3V = 317mA, ki bu bataryadan alınacak akımdır.

Bu örnekte, batarya akımı 317mA'dır ve bu AA tipinin bir süre daha ne kadar dayanabileceğini gösterir. Pilin ne kadar dayanacağı hakkında bir fikir edinmek için pil kapasitesine bakmanız gerekir. Bu, mA-saat gibi, mevcut * zamanda ifade edilir. Diyelim ki AA pilinizin 2 Ah kapasitesi var. İlk yaklaşımda, 2 Ah / 317 mA = 6.3 saat çalışma süresi. Ancak, bu temel analizleri bozan birçok şey var. Birincisi, akünün akünün tüm deşarj ömrü boyunca akım 317mA olmayacaktır. Akü voltajı azaldıkça, anahtarlama güç kaynağı daha fazla akım çekecektir. Sıcaklık ayrıca pil kapasitesini de büyük ölçüde etkiler. Bunun soğuk bir ortamda dışarıda çalışması gerekiyorsa, yalnızca nominal pil kapasitesinin 1/2 veya daha azını alabilirsiniz. Akımın kendisi de kapasiteyi etkiler. AA için 300mA, kapasiteyi önemli ölçüde azalttığı noktaya muhtemelen değil, ama kesinlikle 1A olacaktır. 300mA'da 2.0 Ah, 800mA'da sadece 1.6 Ah alabilirsiniz. Sayıları telafi ediyorum. Bunlar muhtemelen çoğu AA pil için tamamen saçma değildir, ancak gerçekten pil veri sayfasına kendiniz bakmanız gerekir.

Verilen cevaplar, tanımladığınız şeyin gerçek dünya versiyonlarında çalışmayacak veya en düşük maliyetten uzak olacaktır.

Steven’ın LM2623 veri sayfası makul bir seçimdir ve 1.1V’da başlayıp 0.9V’da çalışacak ancak IC yaklaşık 60 sente mal olacak.

Gerçekten düşük maliyet istiyorsanız, Joule Hırsızının uygun şekilde tasarlanmış bir sürümü iyi bir adaydır. Sizi birçok değişkene yönlendireceği için bu adı kullanıyorum, ancak orijinal form çok verimli değil. Bununla birlikte, bir fikre sahip olduğunuzda seçeneklere bakabilir ve birini seçebilirsiniz.

"Joule Hırsızı", bir indüktör ana sarımı ve bir indüktör geri besleme sarımı kullanan bir transistörlü kendiliğinden salınan güçlendiricidir. DIY kullanımı için herhangi bir modern hurda elektronik cihazdan ücretsiz olarak bir tane yapabilir veya yeni veya fazla parçalar satın alırsanız 10 ila 20 sent parçadan birini oluşturabilirsiniz.

İşte bir DIY Joule Hırsızı sayfasına iyi bir örnek

Aşağıdaki kompozit görüntü, yukarıdaki sayfadan 3 görüntüden oluşur:

Diğerleri - Bir transistör ve iki ayrı indüktörle yükseltme dönüştürücüleri oluşturabilirsiniz - avantaj iki sargıya gerek yoktur. Klasik Colpitts osilatörü, kullanılmayan indüktör kullanıyor.
Burada bir numara ve

Diğer sürümler:

İyi

Birkaç zilyon diğerleri

Wikipedia:

Katma:

Joule'nin temel hırsızı muhteşem bir tasarım değil. Olağanüstü özelliği, birçok durumda işe yaramasıdır, böylece enerji dönüşümleri, SMPS, dönüştürücüleri artırma ve daha pek çok görece deneyimsiz ve eğitimsiz elektronik çalışanlarına tanıtmaktır.

Düzenlenmiş versiyonlardaki çeşitli düşünceler bu koleksiyona bakılarak bulunabilir (YMWV).

Bir kaç önceki yığın bordrosunda Joule Thief cevaplarıyla tökezledim. Bu sitede "Joule Hırsızı" aranıyor birkaç tane daha ortaya çıkacak.

Joule Hırsızını nasıl hesaplayabilirim

alternatif düzeltme: Bir Joule Hırsızını nasıl hesaplayabilirim

Her iki Aralık 2012

LED sürücülerini burada bir çeşitli hücre

Booster dönüştürücüler için en ucuz IC, 34063 ve MCP1640. MCP1640'ın çıkışı yalnızca 5V'a kadar çıkıyor, ancak MCP1640'ın yalnızca SMD olarak mevcut olması dışında, 34063'ten daha az verimli ve kullanımı daha kolay (daha az harici parça).

Dash Düğmesi

[Amazon] Dash Düğmesi, pilin nominal 1.5 V'undan yükseltilmiş 3.3 V'ta çalışır, açıkken pille 200–300 mA ve uykudayken 2.3 μA çeker. Bu, ~ 1200 mAh bataryanın cihaza açıkken ve uykudayken en az dört saat boyunca güç vermesi gerektiği anlamına gelir. Düğme aktive edildiğinde sadece birkaç saniye açık kaldığından, pil bitmeden önce muhtemelen 1000'e yakın kullanılabilir. Bu nedenle, pil bitmeden önce düğmenin eski olması gerekir.

[1] U1'in muhtemelen bir TI TPS61201 yükseltme dönüştürücüsü olduğunu belirtti; ayakizi, paket işaretleri ve pinout uyacak gibi görünüyor.

Gönderen Amazon Dash Düğme teardown

Bir "USB Boost Devresi" veya benzeri bir şey arıyorsanız, eBay veya AliExpress'te çok sayıda ucuz ve neşeli (ya da belki kötü?) Devreler var. İstediğiniz ürün sayısına bağlı olarak, 0,30 $ - 2 $ 'a kadar bitmiş bir cihaz olarak satılır, genellikle 25mm x 19 mm civarındadır ve fotoğraflara dikkatlice bakarsanız, bazen kontrol IC ürün kodunu okuyabilir ve ne olduğuna bakabilirsiniz AliExpress tedarikçileri listedeki veri sayfasını sağlayacaktır). Bunların hemen hemen her birinde, çıkış voltajını referans voltajına ölçeklendiren bir rezistör bölücüsü olacak ve rezistörü bir bölücü bacağında değiştirmek, gönderdikleri 5V yerine 3V3 elde etmenizi sağlayacaktır.

Fiyatını düşürmek için 50 tane satın aldım, USB soketlerini söktüm, çift AA tutucularda lehimledim (0,19 ABD doları) ve şimdi bir proje için gereken gerilime ayarlayabildiğim ucuz güç kaynaklarına sahibim. Güç kaynağı başına gerçekten 0,50 dolar kazanabileceğini sanmıyorum.

$15k\Omega$$47k\Omega$$\frac{15}{47+15}\times5V \approx 1.2V$$27k\Omega$

İstediğiniz voltajda bir bataryaya ve zil için ikinci bir anahtara geçmeyi düşünün.

(Aynı devrede başka bir şey için gerçekten 1.2V / 1.5V'a ihtiyacınız varsa, bu geçerli değildir)