¿Cómo alimentar un módem GSM desde una batería Li-Po?

Mi experiencia (a través de cuatro módems celulares diferentes, tanto GSM como CMDA), es que están diseñados para funcionar directamente con la batería. Para la serie AirPrime SL808x (como ejemplo, no he trabajado con el SL6087), VCC_3V6 (que se usa para el amplificador de potencia), tiene una clasificación de 3.3v min a 4.3v max, con un valor típico de 3.6v - - esto coincide estrechamente con una batería nominal de 3.7v Li-Po que puede alcanzar 4.2 voltios con una carga completa.

La sección digital del módulo celular (niveles lógicos), por otro lado, se ejecuta en un riel de 1.8v que se genera internamente. También se emite en el pin VREF_1V8 (1 ma max).

Por lo tanto, realmente no necesitas un regulador de alta potencia. Si necesita más de 1 ma para alimentar su circuito de conversión de nivel lógico (asumiendo niveles lógicos de 3.3v en otra parte), deberá proporcionar un regulador LDO para generar 1.8v desde el riel de 3.3v.

En resumen, debes ir desde

Vin = 2.7 V to 4.23 V

a

Vout = 3.6 V  
Iout_peak = 2 A  
Iout_average = 500 mA.

Si usa un capacitor grande en la salida, capaz de proporcionar el pico de 2 A sin perder demasiado voltaje, podrá usar un regulador de aumento de presión que proporciona un promedio de 500 mA en la salida. Por ejemplo, la LTC3536 podría funcionar para usted (que puede entregar hasta 1 A a una entrada de 2.7 V), y está en stock.

Elija el condensador de salida de esta manera:

\ $ C = \ dfrac {I · \ Delta t} {\ Delta V} = \ dfrac {2 · 0.0012} {\ Delta V} \ $,

donde \ $ \ Delta V \ $ es la caída de voltaje que te permites tener, en esa salida de 3.6 V. Cuanto menor sea la caída que permita, mayor será la capacidad que necesitará. Por ejemplo, para tener una caída de solo 0.2 V, necesitará 12 mF (= 12000 uF). Además, el condensador debe tener una ESR baja para poder entregar 2 A a la carga.

Dado que el LTC3536 tiene un voltaje de salida ajustable, es probable que desee apuntar a un Vout ligeramente más alto que 3,6 V, para compensar la caída en el capacitor, o incluso a un Vout claramente mayor, y usar un LDO de 3,6 V ( pero capaz de proporcionar un pico de 2 A) entre la tapa grande y la carga, para ocultar completamente la caída en ese condensador. Eso te permitirá usar capacidades más bajas.

Hay muchos reguladores que son capaces de regular el alza. No limite su búsqueda a solo reguladores tipo buck-boost, también puede hacer esto con una topología SEPIC o flyback. Esto también es fácil de hacer con una topología inversa: conecte la batería de manera que proporcione -3 a -4.2V, y puede emitir la mayoría de cualquier voltaje positivo (incluido 3.6V) que desee.

Si estás interesado en una parte LT, parece que hay muchas opciones. Hice una búsqueda del regulador de conmutación para una entrada mínima de 3V, una entrada máxima de 5V, una salida de 3.6V y una corriente máxima de 2.2A que produjo 644 resultados, y ¡Esas ofertas son todas de una compañía!

A pesar de estas ofertas, tiene algunos picos de corriente grandes y rápidos, desde 2mA de corriente de reposo hasta 2.2A de corriente activa. Es probable que tanto su batería como su regulador tengan dificultades para ajustarse tan rápido. Por lo tanto, recomiendo aumentar (siempre, por lo que solo tiene un regulador de refuerzo simple) a 5V, poner un gran capacitor grande (por ejemplo, 220 uF) en este riel y usar un LDO para generar 3.6V. El capacitor seguirá cayendo bajo la carga repentina, pero el LDO estabilizará la salida y el conmutador se activará antes de que el capacitor se caiga demasiado. Es solo una caída de 1.4V, por lo que su eficiencia sigue siendo bastante buena y la disipación de energía no es tan mala.

Ya que este es su primer intento, probablemente sea una buena idea hacer que este sea un poco sobre construido y luego puede iterar el diseño para obtener los convertidores de alta frecuencia más pequeños y más eficientes que pueden manejar este comportamiento de carga.

Para un proyecto similar (solo con batería, gsm, tiempo de autonomía ~ 10 días), estoy pensando en suministrar el gsm (3,2 a 4,8 V de entrada, picos de 2A) directamente de las baterías (3AA backtoback = 4, 5 voltios & ~ 3Ah) con solo un capacitor grande. De esta manera no tendré ningún consumo de ningún LDO, la batería puede suministrar tanta corriente como la que tiene y el capacitor grande (quizás el supercasitor) ayudará. Se prestará gran atención a los modos de suspensión.

Solución 100% práctica: -

En realidad, los módulos GSM son muy compatibles con las baterías de li-ion / li-polímero de celda única ya que el voltaje de operación es de 3.6V-4.2V pero no 5 / 3.3. Puede conectar directamente la batería al MÓDULO GSM. Pero aquí lo importante es que tiene que cargar / desconectar la batería. Simplemente puede usar el controlador de administración de carga MCP73833 / 4 Linear Li-Ion / Li-Polymer independiente (consulte la hoja de datos enlace ). Funcionará muy fácilmente. Tenga en cuenta que la ruta Vbat debería ser lo suficientemente amplia con PTH.