[Павел_Б 0]

Здравствуйте.
Есть необходимость перевести устройство с МК + SIM800 на автономное питание.
Планируется, что устройство будет питаться от литиевой батарейки https://buster-spb.ru/files/SAFT/LSH/lsh20.pdf
GSM модуль будет почти всегда выключен, и иногда МК будет включать его и отправлять СМС.
Принимая во внимание, что диапазон питающих напряжений у SIM800 3,4 - 4,4В, а из мануала на элемент питания, видно по нагрузочной характеристике, что при большом токе напряжение может снизиться ниже 3,4В что может выключить GSM модуль.
Вопрос - подскажите какой-нибудь DC-DC преобразователь (доставаемый, надёжный и не дорогой), чтобы на выходе было стабильные 4,0В (или задаётся резисторами) при входном 3,0 - 4,2В.
Заряжать элемент питания не надо, и нужен контроль разряженного элемента... но эта задача проще, с помощью АЦП МК если на элементе питания напряжение опустится ниже 3,0В также включит GSM модуль и отправит СМС о разряженной батарейке.
Возможно элемент питания выбран не удачно, может батарейку подскажете получше? Но я так понимаю, что все литиевые элементы питания в заряженном состоянии имеют 4,2В (ну чуть побольше), а основной показатель это именно ёмкость (габариты) элемента питания, и не принципиально какой марки/модификации этот элемент питания.
Спасибо!

Изменено 24 ноября, 2022 пользователем Павел_Б

[vladec 7]

Годится, например, источник с топологией buck-boost. Только надо внимательно проанализировать целесобразность использования такого решения. Просадка в аккумуляторе возникает при большом потребляемом токе, источник в повышающем режиме будет пытаться тянуть из аккумулятора дополнительный ток, да еще и КПД у источника не 100%. Обеспечит ли аккумулятор такой режим работы?

[CADiLO 8]

Это не аккумулятор, а тионилхлоридная батарейка - пытаться заряжать ее очень не рекомендуется 🙂

Есть еще нюанс - если с нее не питаться или брать ток ниже определенного значения, то она может уйти в режим пассивации и при подаче полной нагрузки провалить напряжение вообще до 2.5-2.7 вольт.

(рекомендую погуглить и почитать об этом чтобы потом не споткнуться на этом)

Поэтому в таком случае ее пригружают на резистор до выхода из пассивации и нормализации напряжения и только потом подключают полезную нагрузку.

У нас один из клиентов, после ряда экспериментов остановился на таком решении - SIM800C + батарейка с суперконденсатором (ER34615+SPC1520) + MAX77839 в версии с выходом POK.

В изделие ставить ER34615M с большим импульсным током нельзя по требованиям. Ток при старте модуля обеспечивает конденсатор.

Если такого требования нет, то суперконденсатор можно исключить и ставить батарею позволяющую дать большой ток в импульсе.

[Andrey190 2]

ER34615M 2 шт. параллельно. выход на связь 2 раза в сутки. работают почти 6 лет. зима/лето - нареканий нет

[Павел_Б 0]

11 minutes ago, Andrey190 said:

ER34615M 2 шт. параллельно. выход на связь 2 раза в сутки. работают почти 6 лет. зима/лето - нареканий нет

Если я правильно понял, то можно параллельно подключить 2 батарейки (ER34615M) и вовсе отказаться от buck-burst? То есть питать SIM800 напрямую?
Но тогда появляется вопрос - при каком снижении на батарейке понимать что её пора бы заменить? Как это определить? Ведь когда модуль выключен, ток потребления МК совсем маленький? Или в момент включения модуля нужно анализировать максимальную "просадку" и по ней ориентироваться?
С батарейками дел не имел тем более с литиевыми.

 

[Andrey190 2]

я питаю напрямую. батарейки с выводами (ER34615M-FT). когда ставил в батарейный отсек, зимой были проблемы из за сопротивления контактов и просадки напряжения от температуры. в моем случае замена батареек не предусматривается. нужно просто отработать минимум 5 лет.
у этих батареек кривая разряда очень пологая. напряжение почти до самого конца работы показывает 3.6 (зимой 3.4). потом очень резко идет вниз. судить по напряжению о том что пора менять сложно. 

для других устройств в свое время считал в зависимости от времени работы МК, GPS, GSM. +- лапоть, но клиентов устроило.

[Павел_Б 0]

Спасибо!

Изменено 24 ноября, 2022 пользователем Павел_Б

[vintick 0]

Т. как тема близкая, попробую пообщаться здесь.
Хотя свою я бы назвал - основное питание + батарейное + управление всем этим.
Отталкивался от версии, что всем управляет Микроконтроллер.

Теории по этому вопросу предоставлено достаточно, но без практической реализации.
Давно уже было желание сделать хоть какое-то подобие управления основным и
батарейным питанием, отвечающим нескольким требованиям:

- автоматическое включение при первом появлении осн. питания.
- возможность управлять включением-выключением питания модуля.
- автоматический переход на батарейное питание при пропадании основного.
- автоматическое самоотключение всего при проседании уровня батареи до 
  предельного нижнего уровня.
- следующее автоматическое включение при восстановлении осн. питания.
- возможность ручного вкл-выкл модуля и всей системы.

Все это воспроизвел на уже рабочем устройстве, добавив некоторые мелкие
элементы, т.к. основное уже было на плате. Но немного изменив их соединение
между собой и подправив прошивку МК.

Основной алгоритм работы следующий:

при первом появлении осн. питания 5В сигнал GEN_PWR включает U3->U5->3.3V на мк.
МК выдает сигнал защелки питания PWR_HOLD и сигнал PWRKEY на GSM модуль.
Модуль после своего включения выдает доп. сигнал защелки STATUS. Пошла нормальная работа.

Если необходимо вкл-выкл питание VBAT модуля в процессе работы, МК выдаст сигналы VBAT_EN
с нужными временными интервалами.

При пропадании основного питания БП-5В быстро переходим на батарею через U1,U4. Уровень порога
перехода при понижении пит. подстраиваем с пом. R7. (0.1-0.2В или как нравиться).

При долгом отсутствии основного питания модуль должен прислать URC по пину Тх на которые
реагируем программно либо ждем снятия сигнала STATUS (отслеживаем по прерываниям по изм. уровня).
Если это UNDER_VOLNAGE_WARNNING можем отключить питание модуля досрочно. Соответственно далее снимется
защелка STATUS. И для защиты от проседания АКБ снимаем защелку PWR_HOLD. Или сразу снимаем PWR_HOLD.
Все обесточено. В откл. режиме ток потребления от АКБ 0.03 мкА.

Если мы выключаемся через Доп. кнопку вкл-выкл модуля при наличии осн. питания, т.е. по 
NORMAL_POWER_DOWN, можем не снимать защелку PWR_HOLD и снова включить модуль этой кнопкой.
Т.к. сигнал GEN_PWR не даст пропасть 3.3В. И другие всякие варианты.

Для включения всей системы при отсутствии осн. питания но полной заряженной АКБ пользуемся
Доп. кнопкой вкл.U3.

Покритикуйте пожалуйста. Может я чтонить неправильно понял.
 

[CADiLO 8]

"Все уже украдено до нас" (С)

Отключение выводом  ENn, остальное можете не заморачиваться.

Разве что через АЦП считывать нужные параметры и принимать решение. 

 

 

[vintick 0]

Да, многое в нем уже есть, но все равно надо ставить защелку на EN

для первого запуска и полного отключения через МК.

Надо ставить отдельный ключ на VBAT модуля, т.к. надо чемнить

питать МК в момент управления им, а это VCC->3.3V, EN не отключишь.

Но добавлять надо намного меньше чем в моей схеме.

[CADiLO 8]

Можно рассмотреть питание контроллера от выхода VCC.

Насколько я вижу в даташите - там 3 вольта 40 mA и есть всегда, так как это питание самого себя.

Или питать контроллер от аккумулятора напрямую, а не от питания модуля.

Или взять более "навороченную" микросхему, у МP есть из чего выбрать....

Вариантов минимизации много если хорошо продумать.

 

[vintick 0]

Выбор у них есть, но похоже 2617 самый оптимальный вариант на 3А.

А 3.3в через LDO от SYS, т.к. там надо 150mA.

Изменено 14 декабря, 2023 пользователем vintick

[vintick 0]

Появилиось несколько вопросов по 2617:

- при наличии высокого уровня на EN, блокируются ли все напряжения
  (т.е. BATT и SW...) на выходе SYS LOAD ?
- откуда можно взять высокий уровень при отсутствии напряжения на IN,
  т.к. и на VCC его не будет (судя по Block Diagram), от BATT прямо ?