Ejecución de 3.3V MCU desde la pila de iones de litio LIR2032

En la mayoría de las circunstancias, la eficiencia puede implicar un regulador de modo de conmutación, pero la corriente de reposo más baja disponible es de aproximadamente 3µA o menos, como en este regulador .

Como es mucho más que lo que su circuito usa durante la mayor parte de su vida útil, un regulador LDO lineal Iq ultrabajo puede ser más adecuado para esta aplicación ya que la corriente de la batería es la clave aquí para una vida útil prolongada.

El regulador Iq más bajo que he encontrado (tengo algunos productos en una aplicación de recolección de energía) es el TPS783 , con un titular de 500nA corriente quieta.

Hay otras opciones, como NCP4681 con una corriente de reposo de 1µA.

Estoy seguro de que hay otros por ahí, pero 500nA para un regulador es extremadamente impresionante.

Si configura V (reg) a 3V (el mínimo nominal para la mayoría de los dispositivos de 3.3V), debe tener una batería utilizable para < 3.2V

Como pretende utilizar algo de energía solar, una solución de recolección de energía podría ser la solución.

Es posible que pueda escapar sin ninguna regulación de voltaje.

Estoy ejecutando exitosamente un Atmel ATmega328 con un transceptor nRF24L01 + directamente de una celda de 2032. El mega328 y el nRF24 realmente no parecen preocuparse por el voltaje.

Lo que fue realmente importante en mi configuración fueron las tapas de desacoplamiento directamente en el módulo nRF24L01 +. Tan pronto como soldé tapas de cerámica 100n en los pines VCC y GND de mis transceptores de RF, todo funcionó bien.

También: con muchas MCU, esta configuración le permite medir su propio voltaje de batería que (para un nodo de sensor remoto) podría ser muy bueno tener.

Recientemente leí una nota de la aplicación que se enfoca en tus mismas circunstancias. Uso de soluciones de energía para prolongar la vida útil de la batería en aplicaciones MSP430 Por Michael Day de TI. Si bien utiliza el MSP430 como su objetivo, lo mismo se aplica a cualquier MCU.

Dependiendo de la Corriente vs Voltaje de la MCU, y del Voltaje frente a la Velocidad del Reloj, usar un LDO Iq bajo será mucho mejor que apagar la MCU directamente de la batería. El ejemplo utiliza 2x AA y un regulador TPS780xx con 0.5µA IQ, con una eficiencia del 90%. La diferencia de corriente del modo activo es ~ 175µA.

Cuanto más baja es la velocidad de reloj y el voltaje de entrada, más baja es la corriente utilizada.

  

En este segundo ejemplo, el Sistema 1, con el MSP430 alimentado directamente de las baterías, funcionó durante 223 horas antes de apagarse . El Sistema 2, que usó un TPS780xx para reducir el voltaje de operación del MSP430 a 2.2 V, funcionó durante 298 horas antes de apagarse . La adición del LDO TPS780xx, que funciona con una eficiencia del 90% en estas condiciones operativas, prolonga la vida útil de la batería en un 30%.

Más adelante, incluso compara el modo de bajo consumo / las corrientes de reposo:

  

En el modo de baja potencia 3 (LPM3), las corrientes operativas de la MSP430FG4618 en entradas de 3.3 V y 2.2 V son 2.13 μA y 1.3 μA, respectivamente. Con la corriente quiescente de 0.5 μA del TPS780xx agregadas, las corrientes de la batería son de 2.63 μA y 1.8 μA, respectivamente. DVS reduce la corriente de la batería en un 26% en estas condiciones . Esta reducción de la corriente de la batería LPM3 es crítica para los sistemas que pasan una cantidad significativa de tiempo en el modo de suspensión.

Si bien los detalles son importantes, al utilizar un LDO bajo de Iq y apuntar a la tensión más baja que su MCU y la radio pueden usar, reducirá la corriente requerida en comparación con la batería.

Desea utilizar LIR2032 porque desea cargarlo desde una célula solar. La solución más sencilla sería no cargarla a más de 3.6V. Coloque un diodo Zener a través de la batería. La resistencia interna de una pequeña célula solar debería ser suficiente para limitar la corriente que fluye a través del diodo Zener.