¿Qué sucede cuando la corriente que proviene de un regulador de conmutación es demasiado baja?

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Por recomendación de un SO-er, estoy considerando usar un TPS54295 para alimentar un controlador que utiliza un ATMega 2560. El regulador se alimentará con una batería LiPo de 3 celdas, lo que implica voltajes de entrada entre 9 y 12.4V. El controlador estará en modo de espera durante unos pocos minutos a la vez, despertándose periódicamente para verificar los estados de los sensores y realizar diversas tareas. Espero que la parte del circuito del controlador dibuje 15-20 mA cuando esté activo, y 15-20uA cuando esté durmiendo. En cuanto a la hoja de datos del regulador, veo dos cosas que me preocupan:

En primer lugar, parece que hay una cierta inestabilidad en el voltaje regulado cuando el consumo de corriente baja a menos de cien mAs:

¿Significaestoquedeboconsiderarunreguladordiferente,noimportaoesalgoquenecesitorectificarconcomponentespasivosadicionales?

Lasegundaparteesestaseccióndelacurvadeeficiencia:

esto me dice que cuando está en modo de espera, la eficiencia se reducirá a los 20 o incluso a los 10% de%. De nuevo, ¿es este estándar para este tipo de regulador (lo que significa que no tengo que preocuparme por eso) o significa que lo estaré quemando en esos niveles?

    
pregunta kolosy

3 respuestas

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Primera pregunta: la variación en el voltaje de salida a una corriente relativamente baja probablemente se deba a la transferencia a un modo de operación diferente para aumentar la eficiencia (salto de ciclo). Si el circuito que tiene es tolerante a pequeños cambios en la tensión de alimentación, no debería haber ningún problema, si no lo es, entonces tendría que adaptarlo o al regulador.

Segunda pregunta: las curvas de eficiencia indican una pequeña disipación quiescente, lo cual es normal. Sin embargo, el regulador consumirá la mayor parte de la energía de la batería si su circuito solo está consumiendo un promedio de unos doscientos uA a 3.3V.

Parece bastante tonto usar un regulador de 2A si su circuito solo consume 20 mA como máximo. Incluso un regulador lineal lo hará mejor (y será mucho más barato y más simple). Están disponibles con corriente de reposo en el rango de 10 uA o inferior.

Por ejemplo, un Seiko S-812C33AUA-C2NT2G consumiría solo alrededor de 1uA cuando su circuito consumiera 20uA (eficiencia del 26% a 12V in / 3.3V out) y 27.5% de eficiencia con 20mA out. El conmutador de TI tomará más como 1 mA inactivo, por lo que la eficiencia a 20uA será del 0,5% y a 20 mA alrededor del 80%.

Por lo tanto, el regulador lineal vence a este conmutador en particular al suponer 4: 1, suponiendo un ciclo de trabajo de ~ 1%, a 1/3 del precio. Te sugiero que mires linears o reguladores de conmutación más adecuados.

También es posible ejecutar parte del circuito en modo de espera y encender un regulador grande cuando lo necesite, pero probablemente no esté indicado con solo un drenaje de 20 mA.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Debe observar la eficiencia desde el punto de vista de la potencia real en comparación con la potencia de salida. Cuando tiene una carga muy ligera, el propio circuito regulador puede consumir más energía que la que se entrega a la carga (es decir, eficiencia < 50%). Si el consumo de energía en espera / sin carga de su regulador es mayor de lo que le gustaría, es posible que desee buscar una solución de regulador que sea más eficiente que esta parte en particular.

Dado que se está observando un consumo de corriente tan bajo en la carga, el uso de un regulador con capacidad 2A puede ser excesivo. Busque un regulador uPower diseñado para una clasificación de corriente menor de, por ejemplo, 100-300 mA.

También puede ser útil buscar topologías alternativas. Si su unidad pasa casi todo su tiempo en estado inactivo, es posible que un regulador lineal uPower realmente le ofrezca mejores ahorros generales de energía con su batería, ya que su corriente de reserva con poca carga puede ser muy inferior a la energía inactiva del conmutador

    
respondido por el Michael Karas
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Nada de lo que preocuparse, realmente. A tu cpu no le importa si obtiene 3.3V vs. 3.27V. Además, cualquier circuito regulador se verá mal desde un punto de vista de eficiencia en cargas muy ligeras.

    
respondido por el user28910

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