Una forma menos costosa de aumentar el voltaje de CC

Hay una técnica llamada bomba de carga con la que puedes hacer un doblador de voltaje, pero eso solo te dará 3V de una celda de 1.5V, e incluso menos de la celda de 1.2V. Todavía lo menciono porque varios microcontroladores en estos días funcionarán con voltajes de hasta 2V. Una bomba de carga solo puede suministrar una corriente limitada, suficiente para alimentar el microcontrolador, pero los dispositivos de alimentación adicional como motores o relés están apagados. El voltaje también caerá bajo carga. Así que no es ideal. La LM2660 es una bomba de carga de condensadores conmutados.

La mejor solución es un regulador de conmutación . Estos existen en dos topologías principales: "buck" para pasar de mayor a menor voltaje y "boost" para pasar de menor voltaje a mayor. Así que quieres un regulador de impulso. Los principales fabricantes incluyen Linear Technologies (más caro) y National Semiconductor (recientemente adquirido por Texas Instruments). El LM2623 puede operar con voltajes de entrada tan bajos como 0.8V.

Sobre la corriente y la duración de la batería. Asumiré que estás trabajando con baterías de 1.5V. Los que están aquí en mi mesa están clasificados para 2300mAh, así que usemos ese valor. También digamos que su microcontrolador más extras necesita 100 mA a 3.3V. Eso es 330mW. Si el conmutador es 85% eficiente, eso significa que extrae 330mW / 0.85 = 390mW de la batería. Eso es a 1.5V, por lo que sacará 260mA de la batería. La batería tiene una capacidad nominal de 2300mAh, entonces su dispositivo puede funcionar con 2300mAh / 260mA = 9 horas con una sola carga.
Si planea cargar bastante la batería, permanecería por debajo de los 2300 mA, lo que se agotará en 1 hora.

Para generar una tensión de alimentación más alta a partir de una batería como la que toma un tipo particular de fuente de alimentación de conmutación llamada "convertidor de refuerzo". Esto utiliza un inductor para hacer chorros de mayor voltaje. El concepto es el mismo que un martillo produce chorros de una presión mucho mayor que la que su brazo puede entregar directamente al clavo.

Hay chips por ahí que integran gran parte de esto. Linear Technologies, ST Micro, TI y varios otros hacen estos chips. Algunas de las ofertas de Microchip son bastante agradables dentro de un rango de voltaje estrecho como usted lo ha hecho.

Hacer un voltaje más alto está bien, pero estos chips aún están limitados a las leyes básicas de la física. No pueden proporcionar más salida de alimentación que de entrada. Dado que la alimentación es voltaje actual, la corriente de salida debe disminuir a medida que aumenta la tensión. Al igual que con el martillo, su brazo tiene que poner mucho más movimiento del que se imparte a la uña a cambio de una mayor fuerza. Por supuesto que también habrá alguna pérdida. Cualquier cosa por encima del 90% es bastante buena. Digamos, por ejemplo, que su conmutador boost es 80% eficiente y está generando 3.3V a 100mA desde 1.3V in. 3.3V * 100mA = 330mW. Contabilizando la pérdida en el conmutador, 330mW / 80% = 413mW in. 413mW / 1.3V = 317mA, que es la corriente que se extraerá de la batería.

En este ejemplo, la corriente de la batería es 317mA, que está dentro del rango de lo que un tipo AA puede soportar por un tiempo. Para tener una idea de cuánto durará la batería, debe mirar la capacidad de la batería. Esto se expresa en tiempo actual *, como mA-horas. Digamos que su batería AA tiene una capacidad de 2 A-h. En la primera aproximación, 2 A-h / 317 mA = 6.3 horas de tiempo de ejecución. Sin embargo, hay muchas cosas que complican este análisis básico. Por un lado, la corriente no será de 317 mA durante toda la vida de descarga de la batería. A medida que la tensión de la batería disminuye, la fuente de alimentación de conmutación consumirá más corriente. La temperatura también afecta en gran medida la capacidad de la batería. Si está destinado a funcionar al aire libre en un ambiente frío, es posible que solo obtenga la mitad o menos de la capacidad nominal de la batería. La corriente en sí también afecta la capacidad. Es probable que 300 mA para un AA no sea hasta el punto en que degrade significativamente la capacidad, pero 1A ciertamente lo sería. Puede obtener 2.0 A-h a 300 mA, pero solo 1.6 A-h a 800 mA. Estoy inventando números. Es probable que estos no sean totalmente ridículos para la mayoría de las baterías AA, pero usted mismo debe revisar la hoja de datos de la batería.

Las respuestas proporcionadas no funcionarán en las versiones reales de lo que usted describe o están lejos del costo más bajo.

Steven's LM2623 hoja de datos es una opción razonable y comenzará en 1.1V y se ejecutará en 0.9 V pero el IC cuesta alrededor de 60 centavos.

Si realmente desea el costo más bajo, entonces una versión diseñada adecuadamente de Joule Thief es un buen candidato. Utilizo ese nombre porque lo llevará a muchas variantes, pero la forma original no es muy eficiente. Sin embargo, una vez que tenga la idea, puede mirar las opciones y elegir una.

El "Joule Thief" es un convertidor de refuerzo auto oscilante de un transistor que utiliza un devanado principal inductor más un devanado de realimentación inductor. Para el uso de bricolaje, puede construir uno gratis desde casi cualquier dispositivo electrónico desechado moderno o si comprar piezas nuevas o excedentes podría construir uno con 10 a 20 centavos de piezas.

Aquí hay un buen ejemplo de una página de DIY Joule Thief

La siguiente imagen compuesta se compone de 3 imágenes de la página anterior:

Otros:puedeconstruirconvertidoresderefuerzoconuntransistorydosinductoresseparados:laventajanoesnecesariaparadosdevanados.YelosciladorColpittsclásicoutilizauninductorsinexplotar.
Un número aquí y

Otras versiones:

Good

Unos cuantos trillones de otros

Wikipedia:

Agregado:

ElladrónbásicodeJoulenoesundiseñomaravilloso.Sucaracterísticasobresalienteesquefuncionaenmuchoscasos,porloqueintroduceconversionesdeenergía,SMPS,convertidoresdeimpulsoymuchomásamuchosdabblerselectrónicosrelativamenteinexpertosysineducación.

Sepuedenencontrarvariospensamientossobreversionesreguladasmirandoatravésde esta colección (YMWV).

Me topé con un par de respuestas anteriores de Joule Thief que parecen tener cierta relevancia. Al buscar "Joule Thief" en este sitio aparecerán algunos más.

¿Cómo puedo calcular un ladrón Joule

solución alternativa a: ¿Cómo puedo? calcular un ladrón Joule

Ambos de diciembre de 2012

Varios una célula a controladores LED aquí

Los circuitos integrados más baratos para los convertidores boost que conozco son el 34063 y el MCP1640. La salida del MCP1640 solo aumenta a 5V, pero es más eficiente y parece más fácil de usar (menos partes externas) que el 34063, excepto que el MCP1640 solo está disponible como SMD.

El botón de guión

  

Elbotón[Amazon]Dashfuncionaa3.3Vimpulsadodesdeelnominal1.5Vdelabatería,extrayendo200–300mAdelabateríacuandoestáencendidoy2.3μAcuandoestáenreposo.Estosignificaquelabateríade~1200mAhdeberíasercapazdealimentareldispositivodurantealmenoscuatrohorasmientrasestáencendidoydécadasmientrasestáenreposo.Dadoqueelbotónestáencendidosolounossegundoscuandoestáactivado,probablementesepuedeusarcercade1000vecesantesdequelabateríaseagote.Porlotanto,elbotóndeberíaquedarobsoletomuchoantesdequelabateríaseagote.

  

[Seseñaló]queU1esprobablementeunconvertidordeimpulsoTITPS61201;Lahuella,lasmarcasdelpaqueteyelpinoutparecenencajar.

De Desglose del botón del tablero de Amazon

Hay muchos circuitos baratos y alegres (¿o quizás desagradables?) en eBay o AliExpress si busca un "Circuito USB Boost" o similar. Se venden como un dispositivo terminado por $ 0.30 - $ 2 dependiendo de la cantidad que desee, por lo general son alrededor de 25 mm x 19 mm, y si observa detenidamente las fotos, a veces puede leer el código de producto del control IC y averiguar qué es (aunque mejor aún, algunos). Los proveedores de AliExpress proporcionarán la hoja de datos en el listado). Casi cada uno de estos tendrá un divisor de resistencia que escala el voltaje de salida a un voltaje de referencia y al cambiar el resistor en una pata del divisor le permitirá obtener 3V3 en lugar de los 5V que se envían.

Compré 50 para bajar el precio, desoldé los enchufes USB, los soldé en soportes dobles AA (a $ 0.19), y ahora tengo un montón de fuentes de alimentación baratas que puedo configurar a cualquier voltaje que necesite para un proyecto. No creo que realmente puedas ganar $ 0.50 por fuente de alimentación.

ETA: no debería necesitar la hoja de datos para encontrar el divisor de voltaje o calcular los nuevos valores para él, debería ser obvio cuál es el divisor (es decir, un par de resistencias de un pin IC, una resistencia a tierra) voltaje de salida) y el voltaje de referencia al que se dirigen puede calcularse a partir del divisor existente y la salida de 5 V configurada actualmente. En la mía, por ejemplo, tengo un \ $ 15k \ Omega \ $ a tierra y \ $ 47k \ Omega \ $ a salida, así que tengo un voltaje de referencia de \ $ \ frac {15} {47 + 15} \ times5V \ approx 1.2 V \ $ y, por lo tanto, para obtener una salida de 3V3 podemos (por feliz coincidencia) intercambiar cualquiera de las resistencias por \ $ 27k \ Omega \ $ dependiendo de si desea ser ligeramente superior o inferior a 3V3.

Considere cambiar a una batería en el voltaje que desee, y posiblemente a una segunda para el zumbador.

(Si realmente necesita 1.2V / 1.5V para otra cosa en el mismo circuito, esto no se aplica)