¿Cómo puedo ejecutar 3,6 V de MCU con una batería de ion de litio de 4,25 V completamente cargada? Normalmente, la batería sería de 3,6 V, pero cuando está completamente cargada es de 4,2 V, matará al microcontrolador.
La carga es de 10 mA, el voltaje mínimo es de 3,0V.
¿Existe una solución sin ningún LDO / IC sofisticado? La calculadora Zener dijo que 3V es demasiado bajo para entrada Min: enlace
Si construye su propio regulador, puede haber problemas con la respuesta de carga, el consumo de corriente, la regulación y / o la oscilación. En una aplicación de MCU, esto puede llevar a errores difíciles de encontrar. Recomendaría encarecidamente un regulador LDO pequeño como el Microchip MCP1700-3302. Cuesta menos de 50 centavos.
Si todavía estás interesado en construir tu propio regulador, comenzaré con un diseño como este:
Q1 suministra corriente a la MCU. En caso de que la tensión de la MCU exceda los 3.2-3.5V (5 diodos caen a baja corriente), Q3 conducirá y reducirá la corriente que fluye a través de Q2, lo que atrae la corriente que opera Q1. Este circuito es no probado , por lo tanto, realice más investigaciones y pruebas antes de construirlo. Diseñar un buen regulador LDO no es fácil.
Un rectificador de silicio en serie con la batería caerá aproximadamente 0.7V, pero necesitará una carga mínima para asegurarse de que tenga esa caída. Asegúrese de obtener un rectificador clasificado para el consumo de corriente esperado.
Para un 1N400x (0.7V de caída a 10mA):
\ $ {{4.2 \ text {V} −0.7 \ text {V}} \ sobre 10 \ text {mA}} = 350 Ω \ $
Por lo tanto, necesitaría una resistencia de 350Ω en paralelo con la carga para mantener la caída de voltaje.
Un circuito simple que probablemente funcione bien para usted es utilizar un MOSFET de canal P con el lado de drenaje conectado a la batería y el lado de la fuente conectado a la carga (MCU y otros circuitos). Luego conecte una resistencia de 47K desde la fuente al terminal de la puerta. También conecte la puerta a un pin de salida del microcontrolador. Inicialmente, la batería suministrará energía a la MCU a través del diodo del cuerpo del MOSFET, lo que proporcionará la caída nominal del diodo para reducir el voltaje de la batería completamente cargada al nivel más bajo que necesita la MCU.
La idea aquí es encender el MOSFET haciendo que el pin de salida de la MCU tire del terminal de la compuerta del FET a GND cuando el voltaje de la batería haya caído a un nivel donde ya no se necesita la caída del diodo. El estado ON del MOSFET cortará el diodo del cuerpo y permitirá al microcontrolador recibir casi la tensión total de la batería.
Hay varias formas que podrían usarse para determinar cuándo encender el MOSFET. Una forma fácil sería utilizar un canal convertidor A / D en el microcontrolador para controlar el voltaje de la batería y hacer que el interruptor del MOSFET esté en el nivel adecuado. Como inicialmente el voltaje de la batería sería mayor que el que podría soportar la entrada del convertidor A / D de la MCU, se colocaría un divisor de voltaje a través de la batería para alimentar el convertidor A / D a un voltaje más bajo.
Un esquema alternativo podría usar uno de los comparadores analógicos disponibles en algunas MCU. Un par de resistencias y un pequeño diodo usado para establecer un nivel de referencia sesgarían las entradas del comparador para poder detectar cuándo el voltaje de la batería ha caído al nivel necesario para cambiar el MOSFET. En algunos microcontroladores con los comparadores, la salida del comparador está disponible en un pin de E / S. Puede ser posible conectar esto directamente a la puerta MOSFET sin tener que usar otro pin de E / S separado para controlar el MOSFET.
Editar:
Puede haber un carro antes del escenario del caballo aquí con los ides que describo. Puede ser necesario usar un circuito externo para cambiar el MOSFET porque la MCU puede no funcionar correctamente hasta el momento en que se usa el software para cambiar el FET. Esto sería particularmente cierto con el esquema del convertidor A / D. Por otro lado, el comparador a bordo puede ser posible hacer que funcione en función de cómo la configuración predeterminada del comparador se activa al encenderlo. Si eso no funciona, entonces la lógica del switch MOSFET requeriría que algunos componentes externos puedan hacer su trabajo.
Jugué un poco con esa calculadora, y parece imponer un margen arbitrario que no es técnicamente necesario, pero probablemente sea una buena idea dado lo poco que sabe y su público objetivo. (Imagine hacer una fuente de alimentación AC-DC con un filtrado deficiente y una respuesta mal entendida desde esta aplicación).
También noté que los valores de la resistencia estaban bajando bastante en el momento en que dio ese error. Eso es algo a lo que se debe prestar atención si desea ir más allá de su límite arbitrario. Una resistencia de bajo valor no le dará mucho espacio para una batería sobrecargada o un cargador incorrecto antes de que el Zener explote por sobrecorriente.
Supongo que estás de acuerdo con ejecutar el micro en 3.0V a pesar de que el zener dice 3.6V. Eso podría permitir una resistencia de mayor valor, con el compromiso de que deja de regular a un voltaje de batería más alto. Desde la perspectiva de la aplicación, esto es básicamente un voltaje de entrada mínimo más alto.
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