Выбор понижайки

[Mark_gresh]

Здравствуйте. Я ищу понижающий преобразователь / линейный стабилизатор для МК. Хочу понижать напряжение с двух банок лития (6.0В..8.4В) до 5В или 3В. Сначала хотел использовать мини360, но он непозволительно много ест, целых несколько мА, что он единолично высосет все акб за два дня. Потом решил взять линейный mcp1700, который потребляет 2мкА, но он почему-то работает максимум от 6В, значит, взять его не выйдет. Долго искал такие стабилизаторы и понижайки, ничего не нашёл, кроме mcp1702, который подходит по напряжению, но продаётся только в поверхностномонтажном корпусе, а я всё делаю на макетке. Какие есть стабилизаторы и понижайки, которые потребляют меньше 400мкА и рассчитаны на такие входные и выходные напряжения, желательно в виде модулей, но хотя бы как отдельная микросхема?

 

[bort707]

Потом решил взять линейный mcp1700, который потребляет 2мкА

Кроме того, любой линейный стаб всю разницу напряжений переводит просто в тепло, поэтому с таким стабом вы от 20 до 80% заряда батареи выкидываете впустую. Используйте импульсные понижайки, хотя и они тоже не бесплатны в плане потребления.
Вообще, если вас интересует энергоэффективность, использования ЛЮБЫХ преобразователей следует избегать. Проектируйте девайс так, чтобы схема работала от аккумулятора напрямую. Например, контроллеры Атмега328 имеют диапазон питания от 2.8 до 5.5в и, сл-но, могут работать напрямую от одного литиевого АКБ без всяких преобразователей.
Речь, конечно, идет о голом контроллере, а не о плате Ардуино Уно или Нано.

 

[Mark_gresh]

@bort707, у меня 2 акб, поэтому избегать любых преобразователей не выйдет. Нет, конечно, я могу подсоединить МК прямо к 7.4В без преобразователей и через пару секунд буду наблюдать за исхождением из МК волшебного белого дыма, но как-то не хочется. И если избегать любых преобразователей, то можно по всему миру смело выкинуть все 3-вольтовые МК, не от литиевых таблеток же их питать, а остальные источники не вписываютсяв 3В без конвертеров.

 

[Mark_gresh]

@bort707, и почему каждый раз, когда я задаю вопрос, я получаю не ответ, а критику? Если я когда-то расскажу о своём проекте, боюсь как тогда меня обругают, если уже за вопросы такое. Я знаю, что у всех преобразователей КПД 0% или отрицательный, но нельзя просто посоветовать, которые едят мало? Или тогда пройти мимо, если по делу сказать нечего.

 

[Bruzzer]

почему каждый раз, когда я задаю вопрос, я получаю не ответ, а критику?

Я вам помнится писал, что ответы ИИ сейчас зачастую полезнее некоторых форумов, и начинать по моему стоит с них. Например под спойлером ответ на вопрос
"Для Arduino проекта Надо подобрать линейный стабилизатор напряжения для формирования напряжения 5 В от двух последовательно включенных Lion аккумуляторов (т.е. от 6.0 В до 8.4 В). Желательно в виде готового модуля с собственным током потребления не более 500 мкА. "

Спойлер: Ответ от Qwen

Qwen3.7-Plus

Для Arduino проекта Надо подобрать линейный стабилизатор напряжения для формирования напряжения 5 В от двух последовательно включенных Lion аккумуляторов (т.е. от 6.0 В до 8.4 В). Желательно в виде готового модуля с собственным током потребления не более 500 мкА.

Завершено размышление

Для вашей задачи (вход 6.0–8.4 В, выход 5 В, ток покоя ≤\le≤ 500 мкА) подбор стабилизатора сопряжен с двумя скрытыми опасностями, о которых нужно знать до покупки готового модуля.

Две главные опасности при выборе модуля

1. Опасность перенапряжения: Большинство популярных «микро-модулей» с низким током потребления (на чипах XC6206, ME6211, RT9013) имеют максимальное входное напряжение 6.0 В или 6.5 В. Полностью заряженная сборка 2S Li-ion выдает 8.4 В. Такие модули мгновенно сгорят или уйдут в защиту.
2. Опасность AMS1117: Классические LDO-модули на чипе AMS1117-5.0 выдерживают 8.4 В, но их собственный ток потребления составляет ~5 мА (5000 мкА), что в 10 раз превышает ваше требование.

Вам нужны модули на базе специализированных LDO-стабилизаторов, рассчитанных на входное напряжение от 16 В и выше, с микропотреблением.


Вариант 1. Модули на чипе HT7550 / HT7850 (Идеальный выбор)
Это готовые крошечные 3-контактные платки (Vin, GND, Vout), которые легко найти на AliExpress, Ozon или в магазинах радиодеталей.

• Максимальное входное напряжение: 24 В (8.4 В — с огромным запасом).
• Собственный ток (Iq): всего 2–4 мкА (в 100 раз ниже вашего лимита).
• Падение напряжения (Dropout): ~100 мВ при токе 100 мА. То есть при разряженных аккумуляторах (6.0 В) на выходе будет честные 4.9–5.0 В.
• Ограничение: Максимальный ток нагрузки до 100 мА.
• Для чего подойдет: Для Arduino Pro Mini / Nano (без USB-чипа или с отключенным стабилизатором) + базовые датчики.
• Как искать: "Модуль HT7550 5V", "LDO 5V HT7550 module".

Вариант 2. Модули на чипе MCP1702 / MCP1703
Если вашему проекту нужно чуть больше тока (до 250 мА), ищите модули на базе семейства MCP170x.

• Максимальное входное напряжение: 13–16 В.
• Собственный ток (Iq): 1.6–2 мкА.
• Максимальный ток нагрузки: 250 мА.
• Как искать: "MCP1702 5V module" (встречаются реже, чем HT7550, иногда продаются в виде готовых шилдов или платок от Adafruit/SparkFun).

Вариант 3. Модули на чипе MIC5205 / MIC5219
Если Arduino потребляет много (например, есть дисплей, сервоприводы или радиомодуль), и вам нужен ток до 500 мА.

• Максимальное входное напряжение: 16 В.
• Собственный ток (Iq): ~350 мкА (вписывается в ваше требование ≤\le≤ 500 мкА).
• Максимальный ток нагрузки: 150 мА (MIC5205) или 500 мА (MIC5219).
• Как искать: "MIC5219 5V LDO module".

Что КАТЕГОРИЧЕСКИ НЕЛЬЗЯ покупать:

• Модули на LM7805 / КРЕН5: Им на вход нужно минимум 7–7.5 В. При 6.0 В от батарей они перестанут выдавать 5 В.
• Модули на AMS1117-5.0: Ток покоя 5 мА. Он «съест» ваши аккумуляторы, даже когда Arduino спит.
• Дешевые 3-контактные модули с маркировкой SMD 6206 или 210B (ME6211): Они сгорят от напряжения 8.4 В (их предел 6.0–6.5 В).

Важное инженерное предупреждение (Нагрев)
Линейный стабилизатор не «понижает» напряжение, он сжигает его избыток в тепло. Формула тепла: P=(Uвх−Uвых)×IнагрузкиP = (U_{вх} - U_{вых}) \times I_{нагрузки}P=(Uвх−Uвых)×Iнагрузки.

Когда ваши аккумуляторы свежие (8.4 В), разница составляет 3.4 В.

• Если ваш проект потребляет 100 мА, модуль рассеет 0.34 Вт тепла (будет теплым).
• Если проект потребляет 250 мА, модуль рассеет 0.85 Вт тепла (будет горячим, может сработать термозащита).

Альтернатива: Синхронный Step-Down (Импульсный преобразователь)
Если время работы от батарей для вас критично, а устройство может потреблять более 100-150 мА, настоятельно рекомендую вместо линейного стабилизатора использовать импульсный понижающий (Buck) модуль с низким током покоя. Они не греются и имеют КПД >85%.

Ищите готовые модули на чипах:

1. MP2359 (вход до 24 В, собственный ток ~380 мкА, ток нагрузки до 1.2А).
2. TPS54308 (вход до 18 В, собственный ток ~20 мкА, ток нагрузки до 3А). Как искать: "MP2359 5V step down module", "TPS54308 module".

Резюме: Если ток потребления проекта не превышает 100 мА — смело заказывайте крошечный модуль на HT7550. Если ток выше — берите импульсный модуль на MP2359. В обоих случаях внимательно читайте маркировку на черном чипе на плате перед покупкой!

Вы уже довольно давно на форуме, и наверно можете представлять от кого какой ответ можно получить. Если хотите узнать глубинные причины, на цитируемый вопрос, то можно попробовать и его задать ИИ.

 

[EugeneFrol]

XL63020 buck-boost

 

[VictorArx]

то можно попробовать и его задать ИИ.

Вот задал вопрос ИИ, как отремонтировать дорогой блок питания для компа. Была нетипичная неисправность. Сделал, как сказал ИИ. Ебануло так, что мало того блок сгорел полностью, и пробки выбило. Так что поаккуратнее с ИИ.

 

[bort707]

ответы ИИ сейчас зачастую полезнее некоторых форумов, и начинать по моему стоит с них. Например под спойлером ответ на вопрос

Собственно, ИИ ответил примерно то же, что и я, только подробнее - что линейный преобразователь брать не надо, что он переводит разницу в тепло, и что нужно брать импульсные модули.
Да и вообще, на фоне большинства других моих ответов этот - просто верх информативности. не знаю, чего @Bruzzer опять недоволен

Я знаю, что у всех преобразователей КПД 0% или отрицательный,

вы опять будете писать, что вас критикуют, ну вы бы перечитали школьный учебник, что такое КПД и какой он бывает. Это знание важно для вашего проекта.

Кстати, посмотрел историю - вам почти всегда хорошо отвечают и помогают, грех жаловаться.

 

[bort707]

поаккуратнее с ИИ.

как с любым другим инструментом...
Топором можно храм в Кижах срубить, а можно пальцы

 

[Bruzzer]

ИИ ответил примерно ........ что линейный преобразователь брать не надо,

Нет, ИИ ответил, что для малых токов линейный преобразователь наиболее простой приемлемый вариант.
Я "диванный электронщик", сам мало что делаю, в основном интересуюсь. Когда интересовался этой темой, то довольно легко находил обзоры - исследования (на любительском уровне), где рассматривались вопросы оптимальности питания автономных самоделок, и там тоже были выводы, что для малых токов (там сравнивались несколько конкретных модулей) линейный стабилизатор предпочтительнее.
Конечно все это зависит от конкретного устройства, качества компонентов и требует проверки на практике потребления реального устройства.

 

[bort707]

там тоже были выводы, что для малых токов (там сравнивались несколько конкретных модулей) линейный стабилизатор предпочтительнее.

Насколько малые токи имеются в виду?
Всерьез спорить не стану, в электронике шарю мало. Чисто умозрительное соображение - когда разрабатываете что-то реально автономное, что должно работать с одного заряда месяцы и годы, речь обычно идет о потреблении долей или единиц микроампер. А практически любой линейник имеет управляющий контур, требующий тока в десятки, а то и сотни раз больше.
В целом я бы еще раз повторил рекомендацию, озвученную мной в первом ответе - если нужно чтобы девайс работал долго, преобразования питания нужно избегать. Модули допустимы в цепи заряда, а вот цепь разряда должна состоять из прямой связи " батарея - нагрузка"

 

[bort707]

Кстати, я вот что-то не нашел в ответе ИИ этой рекомендации:

ИИ ответил, что для малых токов линейный преобразователь наиболее простой приемлемый вариант.

ИИ посоветовал линейные преобразователи только потому, что вы такие регуляторы попросили, указав в запросе "Надо подобрать линейный стабилизатор напряжения"

Более того, несмотря на ваш (невольно или намеренно) некорректный запрос, ИИ настоятельно советовал не связываться с линейными преобразователями (цитата) :

Если время работы от батарей для вас критично, а устройство может потреблять более 100-150 мА, настоятельно рекомендую вместо линейного стабилизатора использовать импульсный понижающий (Buck) модуль с низким током покоя. Они не греются и имеют КПД >85%.

У меня такое впечатление, что вы не только задали ИИ не вполне корректный вопрос, но и прочитали в ответе то, что хотели прочитать, а не то что там написано на самом деле

 

[poty]

@bort707, по поводу сравнения (из предложенного):

• берём линейный HT7550 / HT7850, на х.х. имеем потребление: 7,2 * 4 = 28,8 мкВт, на полной нагрузке в 100 мА: 0,0288 + (7,2-5)*100 = 220,0288 мВт.
• берём импульсный TPS54308, на х.х.: 7,2 * 20 = 144 мкВт, на нагрузке в 100 мА: 5*100/0,92 - 5*100 + 0,144 = 43,622 мВт

Я не знаю, что там за устройство планируется, но для жёстких временных схем использования нужно предпринимать совершенно другие методы, чем экономия на преобразователе.

 

[bort707]

@poty, ваша математика очень сложная, с трудом понял, что тут написано
В режиме ожидания первый, конечно, выигрывает - но тут я остаюсь при своем мнении - для длительного ожидания не экономить на преобразователе надо, а проектировать схему так, чтобы преобразования вообще не было.
В активном режиме выигрыш импульсной схемы налицо - первый преобразователь переведет (7.2 - 5) / 7.2 ~ 30% батарейки в тепло, а второй - 1/ 0.92 = всего порядка 8.5%

Отредактировано