Каковы недостатки использования диода для снижения Vcc на фиксированную величину?

Многие схемы в настоящее время принимают только 3,3 В в качестве входного напряжения, максимум 3,6 В, но они часто могут работать и до 2,7 В.

Поскольку литиевые батареи (LiPo и LiIon) обеспечивают 4,2-3,3 В при зарядке-разрядке (не полностью, но существенно), можно использовать диод для снижения напряжения на относительно постоянном уровне 0,55-0,7 В (в зависимости от номинального тока диода). и тока циркулирующего) для получения (для 0,6 В) 3,6-2,7 В.

Конденсатор должен быть подключен после диода, чтобы уменьшить шум и пики тока.

При условии, что конечное устройство принимает 3,6-2,7 В, какие недостатки у такого решения?

Преимуществами являются небольшая стоимость, более простые соединения, отсутствие тока покоя (линейного) регулятора.

В моем конкретном случае я имею в виду ESP8266 с питанием от литий-ионной батареи 18650: в глубоком сне ток покоя регулятора (2-3 мкА) значителен по сравнению с самим чипом (20-30 мкА). Более компактная установка также является хорошим преимуществом.

Очевидный - трата энергии.
У линейного регулятора было бы то же самое, ведь требуется какое-то падение напряжения.
Потому что он не падает VCC на фиксированную величину: падение зависит от тока нагрузки и температуры. Иногда это может быть достаточно хорошо, но стоит ли анализ и риск проблем?
@FarO Было бы так. Это общий недостаток, не по сравнению с линейным регулятором.

Ответы (2)

Основным недостатком является неопределенность выходного напряжения.

Во-первых, прямое напряжение диода может меняться в зависимости от температуры. Например, желейные бобы 1N4004, скорее всего, изменят свое прямое напряжение на 100 мВ при нагревании с 25 до 100 °С.

Во-вторых, если схема нагрузки имеет спящий режим с очень низким энергопотреблением (как это происходит во многих схемах с батарейным питанием), падение напряжения на диоде может быть значительно ниже номинального падения напряжения от 0,55 до 0,7 В, которое мы обычно предполагаем.

Вот кривая зависимости ВАХ от температуры для другой общей детали, 1N4148:

введите описание изображения здесь

Если бы это использовалось для падения напряжения в устройстве с рабочим режимом 50 мА и спящим режимом 0,1 мА, с диапазоном рабочих температур от 0 до 85 ° C, падение на этом диоде могло бы составлять примерно от 0,375 до 0,9 В, что является более широким диапазон, чем допустимый диапазон Vdd для многих чипов.

Эта неопределенность напряжения питания не повлияет на многие схемы. Но многие другие хотели бы. И в любом случае гораздо проще спроектировать с гарантированной точностью 1%, доступной для линейных регуляторов, чем беспокоиться о 100 мВ или более погрешности, создаваемой диодным решением (но также следить за тем, чтобы линейные регуляторы плохо справились с микромощностью). нагрузки).

Я думал, что 0,55 В - это ширина запрещенной зоны (или что-то подобное) и, следовательно, также значение для бесконечно малого тока. Очевидно, я был неправ.
@FarO, нет, подумайте об уравнении диода Шокли. V переходит в 0, когда I переходит в 0.

Для чипа WiFi «функция» и «производительность» в диапазоне напряжений питания означают две разные вещи. Всегда есть компромиссы производительности.

Требованием является не только низкое падение, но и стабильность: в режиме Tx потребление 170 мА или низкое потребление в режиме ожидания 0,9 мА во время легкого сна. Эти компромиссы приходят с опытом и глубоким пониманием условий тестовой спецификации.

Когда диапазон входного питания может составлять 33% от 3,3 В мин. Vbat при 10% SoC, это означает широкий диапазон компромиссов. Хотя IC также имеет диапазон 33% от минимального Vdd, она не соответствует батарее, поэтому добавление смещения падения диода только увеличивает динамический диапазон.

Поэтому единственным решением, которое я бы рассмотрел, является максимальное падение 0,15 В при 170 мА 3,6 В LDO, что-то вроде этого LDO 0,15 200 мА.

Похоже, вам нужно падение 0,3 В на 3,3 В uC и 3,6 В на чип WiFi.

Я бы рассмотрел это решение Buck-Boost.введите описание изображения здесь

200 мА может быть недостаточно, и, конечно, 25 мкА в режиме покоя слишком много, но я понял идею. MCP17xx - это вариант, который у меня был в качестве альтернативы, в частности, версия 3,0 В.
какая у тебя спецификация?
Вам может быть лучше с регулятором наддува buck
250 мА, выход 3,0-3,3 В, вход 3,3-4,2 В, ток покоя не сравним с потреблением устройства в спящем режиме (30 мкА). Микросхема uC и WiFi — это один и тот же блок, внешние датчики также работают при напряжении до 3,0 В. MCP170x, похоже, работает хорошо.
Преимущество линейного стабилизатора заключается в том, что он не требует внешних компонентов, кроме конденсатора, а при Vo=3 В Vin=3,3-4,1 В эффективность примерно такая же, как у импульсных регуляторов.
Но, как я уже сказал, стабильность напряжения влияет на производительность чипа WiFi для спецификаций Rx и Tx, которые не всегда показывают напряжение, отличное от 1. Таким образом, повышающий стабилизатор с хорошими фильтрами будет работать лучше, если он правильно спроектирован и работает на минимальном напряжении. Когда добавленная стоимость спецификации составляет 2 доллара, какая разница, сколько деталей используется, если только вы не планируете производить их миллион.
«Это решение Buck-Boost». Звучит как хорошая идея, но я вижу только обзор производительности. Не схема. Я что-то пропустил?
зайдите на www.ti.com там есть все, включая тепловые графики и планировку. Я даю вам подсказку, чтобы помочь себе. Нет больше кормления с ложки.
Каковы недостатки использования диода для снижения Vcc на фиксированную величину?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v