¿Qué tipo de configuración de regulador / batería debo usar para el microcontrolador de 5 voltios y el circuito del transmisor para un rendimiento óptimo?

Pregunta interesante porque puedo ver la respuesta de cualquier manera, dependiendo de las circunstancias ambientales.

Algunos aspectos del diseño que pueden no ser inmediatamente obvios ...

1) Los conmutadores son notoriamente pobres en una pequeña fracción de su carga: pueden consumir varios mA internamente, o pueden perder la regulación y entregar 7V por debajo de algún valor, digamos 1% de la carga nominal (10mA en su caso) sin especial cuidado en el diseño.

2) Una respuesta podría ser un regulador lineal durante el sueño (incluso desde 11V, pero no hay nada de malo en un 2S Li-Ion (nominalmente 7.4V max 8.4V)) y la MPU tiene que activar un conmutador antes de transmitir. Si el regulador lineal solo suministra unos pocos mA, es probable que encuentre un SOT-23 para hacer el trabajo, o SOIC-8 como máximo, así que no creo que el problema sea el tamaño

3) Un regulador lineal para 1A necesitará un poco de disipador incluso durante 20 segundos ... si hay un trozo de metal conveniente, utilícelo. Lineal puede ser más confiable desde su simplicidad. Pero, ¿qué pasa si el TX se atasca "en"? Hacer funcionar la batería sin carga es una cosa, destruir el equipo es otra ...

4) Personalmente, no cambiaría la tecnología de la batería simplemente como una forma de ajustar los voltajes de alimentación. Si necesita un menor riesgo de incendio, o mayores ciclos de carga / descarga, o alguna característica de LiFePO4, esa es una razón para usarlos; de lo contrario, quédese con las baterías de productos básicos para obtener un servicio económico y sencillo. .

Estimaría que su solución más eficiente es usar un regulador de baja potencia para su microcontrolador y dejar que el microcontrolador active un regulador de dólar para alimentar la energía al transmisor de radio. Esto significará que, en modo inactivo, solo el consumo de corriente del regulador de baja potencia está descargando la batería.

Por supuesto, esto significa una línea de E / S adicional para "habilitar" el regulador de potencia superior Y algún período corto de "espera" mientras la radio está "lista" para la transmisión de datos desde el microcontrolador.

El problema con NO habilitar / deshabilitar el regulador de mayor potencia (que alimenta a la radio) es que su consumo de corriente de reposo puede ser de cientos de micro amperios o incluso de mili amperios bajos y esto sin duda agotará la batería. .

Mira las hojas de datos. Esto realmente debería haber sido obvio.

Las hojas de datos de los reguladores lineales le indicarán la corriente de reposo. Las hojas de datos de los reguladores Buck le indicarán la corriente de reposo y le brindarán una guía de la eficiencia probable. De estos, puede calcular la eficiencia general y el consumo de energía promedio de la batería.

También necesitas hacer algunos cálculos básicos. Una cosa obvia a determinar es si su mayor problema es la transmisión de RF ocasional pero de alta potencia, o la corriente de ralentí constante pero baja. Hay 86.400 segundos en 24 horas. (1 A) (20 s) / (86,400 s) = 230 µA. Ese es el consumo de corriente promedio debido a las transmisiones de radio. Esto significa que la corriente inactiva de 1 mA domina el total en más de un factor de 4.

No hay sustituto para mirar algunas alternativas plausibles y hacer las matemáticas para ver cuál es la más óptima. Sin embargo, mi corazonada es un interruptor de cambio con buenas características de inactividad. Esto sería algo que tiene capacidad de conmutación PWM / PFM. Dicho de otra manera, no solo cambia la duración de los pulsos de conmutación a una frecuencia fija, sino que a baja potencia también alarga el tiempo entre pulsos.

Con una entrada de 7V y una salida de 5V, el regulador lineal tendrá que bajar 2V, para lograr una eficiencia de alrededor del 62%, sin importar la carga.

Los reguladores de conmutación tienen una eficiencia muy buena (> 90%) con cargas altas, pero serán muy malas con cargas más bajas. Tendría que buscar números reales en las hojas de datos, pero a una fracción de su carga máxima, pueden caer fácilmente por debajo del 50%. Sus corrientes de reposo son a menudo también bastante altas. Hay algunos buenos reguladores de conmutación por ahí, puede encontrar uno que se adapte perfectamente a sus requisitos.