Свежие обсуждения
Консультации

Батарейное питание GSM модуля или необычное использование диода (понижаем напряжение).

1 6

Действительно необычное использование. Очень хочется, чтобы получилось, но знаний не хватает.
Имеется устройство (GSM-сигнализатор), которое должно работать автономно на одном литиевом элементе CR123. Автономно и в разных температурных режимах, например, при существенных морозах.
Получается, что имеется два режима. Первый - ничтожное потребление тока в ждущем режиме, второй - большое (я полагаю до 1 А.) потребление тока при передаче СМС-тревоги.
Производитель дает очень небольшой промежуток напряжения, при котором устройство работает гарантированно. Максимум 3,8 в. Минимум 2,8 в.
Выше нельзя - сгорит, ниже - приходят сообщения о необходимости заменить батарею.
Холостое напряжение на свежей батарее 3,05 в. Под нагрузкой и при морозе она свежая уже может дать нижний порог. Вот и идут ложные сообщения о разряде батареи.
Понятно, что если бы удалось повысить напряжение источника питания хотя бы всего-лишь на 0,5 вольта, проблема была бы полностью решена. Но как это сделать? Если я набираю батарей больше, ставлю стабилизатор, то он сам, каким бы хорошим не был, потребляет энергию на пару порядков выше самого устройства. Значит это не подходит. Литиевые аккумуляторы как раз на 0,6 вольта имеют напряжение выше, но на морозе не работают.
Из всех вариантов может быть подошел бы такой: составляем батарею из трех литиевых Energizer Ultimate Lithium, которые имеют холостое напряжение примерно 1,65 в. Выходное напряжение всей батареи получается 4,95 - 5 в. Этого много, но у нас, как бы, нет особого выбора.
Если к такой батарее подключить устройство через мощный кремниевый диод, то теоретически даже при очень малых токах потребления около полу вольта отсекается. Два диода как раз отсекут 1 вольт. То есть я как бы попадаю в верхнюю границу допустимого предела напряжения. Под нагрузкой передачи (примерно 0,6 А.) падение на диодах составит примерно 1,5 вольта, может быть еще на пару десятых долей вольта упадет на самой батарее. Все равно получается, что остается 3,3 - 3,4 вольта вместо 2,8.
Но это только теоретические рассуждения.
Как вы думаете, может такая система работать практически? Делал так кто?
Диоды Шостке не подходят. У них настолько низкое отсекающее напряжение при малых токах, что я никак не попадаю в верхний предел.

 

Stog: Получается, что имеется два режима. Первый - ничтожное потребление тока в ждущем режиме, второй - большое (я полагаю до 1 А.) потребление тока при передаче СМС-тревоги.

До 1 А ...Не знаю - я тут ковыряюсь с GSM (старым правда) модемом. Так кушает он в тендбае то мало - но все-же миллиамперы, а не микроамперы, но его совсем можно лишить питания, но вот по включению он начинает искать сеть и секунд 20 пожирает от питания 5 вольт около 2 !!!! ампер, потом успокаивается миллиамер до 200. При передаче SMS опять 2 с копейками ампера на 5 секунд.. Выходная мощность 4 ватта. Но не факт что он передатчик пользует "на всю" - все-ж сижу практически под вышкой-ретранслятором. По мануалу может до 2,7 Ампера потреблять.

А вам прямая дорогоа к ШИМ стабилизаторам - заметно полнее выберут батарею да и позволят брать больший ток в нагрузке при меньшем через батарею - что есть для нее хорошо. Заодно можно и пдо 7 вольт поднять питание.

Тип стабилизатора - да их полно - у LT, MAXIM, MICROCHIP тоже делает - основная проблема - очень мелкие корпуса - не для ручной пайки, но есть и нормальные SOIC, DIP

 

А что , вы считаете , что на диоде ничего рассеиваться не будет?
Stog: Два диода как раз отсекут 1 вольт. И подогреют на 1вт .
Что на морозе может быть и полезно.
Ставте LDO стабилизатор или импульсный .

 

Спасибо за быстрый ответ. Микроамперы прибор потребляет вот почему: в ждущем режиме работает только датчик движения, связь с брелком. Сам GSM-тракт отключен. Это как бы если у мобильного телефона вынули аккумулятор или выключили его кнопкой. А вот при тревоги происходит включение этого тракта, поиск сети, регистрация и посылка тревоги. Это все направлено как раз на экономию батареи, которая должна работать как минимум 6 месяцев.

 

Алексею. Да, все так. Но посылка тревожного сообщения - уникальный и очень редкий случай. дежурные СМС доклады - планирую 1 раз в сутки. Это несколько секунд работы. Потерями на общем фоне можно и пожертвовать. А что, стабилизаторы, о которых Вы пишете, настолько экономичны, что способны работать от указанных мной батарей пол года и более, и это что, сравнимо с потреблением энергии самим сигнализатором?

 

Когда я искал стабилизаторы с низким потреблением, то ниже 2 мкА не нашел (которые доступны у нас). Но у них в рабочем режиме был ток 200...500 мА. Я использовал MCP1703 на 3,3 В (для питания МК от литиевого АКБ).

Stog: Это несколько секунд работы
3-10 секунд = регистрация в сети (по своему опыту)

Stog: (GSM-сигнализатор)
Модем, с которым я работал (SIM300C) при включении проверяет, может ли литиевая батарея отдать 2А в импульсе и только потом включается. В режиме работы может потреблять до 2 А (по паспорту).

Stog: на одном литиевом элементе CR123.... которая должна работать как минимум 6 месяцев
хотелось бы хоть одним глазком глянуть на такой GSM-модем

Stog: Два диода как раз отсекут 1 вольт
Падение напряжения на диоде зависит от тока через него. Вы уверенны, что при токе в несколько мкА с учетом ВАХ диода падение напряжения на нем составит 0,5 В?

 

Stog: сравнимо с потреблением энергии самим сигнализатором?
Надо смотреть , сейчас много чего есть.
Или в деж. режиме можно питать от чего-то ,типа MCP1703, а рабочем подключать импульсный.
Кроме того есть и мощные LDO.

 

Вольт амперная характеристика диодов FR301-FR307

При токах от минимального до одного ампера, падение напряжения на диоде будет меняться от 0,45 В до 0,85.

 

АК: от минимального
минимальный на этой ВАХ это 10 мкА. Ждем ответа от автора о минимальном потребляемом токе.

 

.01А это 10 мА - начало шкалы тока, по графику.