LDO frente a DCDC reductor usando LiPo

Reducir una fuente de 4.2V a 3.3V con el regulador lineal representa una eficiencia de aproximadamente 3.3V / 4.2V ≈ 78.57% independientemente de la corriente. La eficiencia aumenta a medida que la tensión de la fuente disminuye, hasta 3.3V / 3.4V ≈ 97.06% (suponiendo un caso de abandono de 100mV), con una pequeña caída a 3.2V / 3.3V ≈ 96.97% antes del se llega al punto de corte.

El regulador de conmutación tiene una eficiencia de aproximadamente ... lo llamaremos 90% a las corrientes que está considerando. El regulador lineal solo alcanzará el 90% de eficiencia con una fuente de voltaje de 3.3V / 0.9 ≈ 3.67V, que la batería alcanzará con aproximadamente el 35-45% de su energía restante.

También es posible que el diseño final del regulador de conmutación tenga menos eficiencia que la indicada en la hoja de datos, en cuyo caso el regulador lineal tiene una ventaja aún mayor. Y, por supuesto, por debajo del 80%, sería una tontería utilizar el regulador de conmutación.

Por lo tanto, el regulador de conmutación probablemente durará más tiempo con la misma cantidad de batería, asumiendo una eficiencia lo suficientemente alta, pero requiere pasivos adicionales en comparación con un regulador lineal y es más ruidoso debido al encendido y apagado del elemento de paso. El regulador lineal tiene un diseño más simple con menos ruido, pero es probable que se queme la batería un poco más rápido.

Le sugiero que use un convertidor de conmutación (Buck) para esta tarea. Hay muchos disponibles a muy bajo costo, esto parece ideal para usted ...: enlace

El uso de un regulador LDO lineal siempre es menos eficiente. La eficiencia es la relación entre potencia y potencia. Si desea utilizar una sola celda LiPo, no podrá lograr un corte de bajo voltaje de 3.3V en su celda LiPo, ya que incluso el mejor LDO debe tener una caída de voltaje. Considere el siguiente excelente LDO, el Linear LT1763: enlace El voltaje de deserción para el LT1763-3.3 es un mínimo de 350 mV y esto aumenta con la temperatura del chip. Esto significa que a 25DegC, el voltaje más bajo en la celda LiPo sería de aproximadamente 3.7V. Un LiPo completamente cargado a 4,3 V vería este regulador, por lo tanto, disminuiría 1 V a la corriente de salida máxima para este dispositivo de 500 mA ... por lo que disiparía 0,5W.

La potencia total de la celda completamente cargada es 4.3V @ 500mA (2.15W) y la potencia de salida es 3.3V @ 500mA (1.65W), por lo tanto, la eficiencia de conversión de potencia es 1.65 / 2.15 o 77%.

En el corte de bajo voltaje (3.7 V), la potencia de entrada es de 1.85W y la eficiencia de 1.65 / 1.85 que da el 89%.

Si ahora mira la hoja de datos de la TI LM3671, observe en la página 9 la Figura 16 que la eficiencia de las corrientes de salida entre 100-500 mA nunca está por debajo del 93% (y supera el 95% para algunos de los rangos de voltaje) para todos los voltajes celulares de 3.6-4.3V

El convertidor Adafruit que sugerí está basado en el LM3671, pero la mayoría de los reguladores de conmutación pequeños y económicos como este devolverán eficiencias en exceso del 85% a corrientes de trabajo de rango medio.