Недавно собирал несколько беспроводных модулей для контроля влажности почвы. Чем питать такие миниатюрные беспроводные контроллеры? Хотелось чтобы было подешевле, поменьше и подольше.

Литиевые аккумуляторы с понижающим стабилизатором — довольно дорого и неэффективно.

С литиевых батареек CR2032 трудно вытянуть стабильную работу при токах более 10мА. Напряжение на них очень быстро начинает падать.

Питание от 3-х ААА слишком громоздко.

Выход — использовать повышающий DC-DC преобразователь с низким током покоя.

Сперва хотел использовать NCP1400 от ON Semiconduction, но потом решил попробовать более дешевый аналог от китайской компании SHANGHAI BELLING BL8530.

Основные характеристики преобразователя

• Минимальное входное напряжение — 0.8В
• Выходное напряжение — 2.5, 3.0, 3.3, 4.0, 5.0 и 6.0В (разные маркировки на корпусах) с точностью 2%
• Максимальный выходной ток — 200мА
• Ток покоя (при выходном токе 0 ) — 12мкА
• КПД преобразования — 85%
• Частота преобразования 300-400кГц

Более подробно характеристики можно почитать в даташите на микросхему

В общем, по описанию все очень интересно и цена довольно «вкусная».
При партии 100шт получается около 7 центов за микросхему на 3В
Также стоят и 5-ти вольтовые преобразователи
А вот преобразователей на 3.3В по такой цене не нашел. Впрочем этих двух мне вполне хватит.
Продаются в основном преобразователи в корпусах SOT89-3

Хотя в даташите есть также SOT23-3 и SOT23-5. В последних выведена нога, отключающая чип. Удобно, если через такой преобразователь нужно питать периферию и отключать ее при ненадобности вместе с преобразователем.
«Обвес» преобразователя состоит всего из четырех деталек:

• Индуктивность на 10-100мкГн
• Диод шоттки (я применил SS14)
• Выходной электролит на 47-220мкФ
• Необязательный входной электролит >= 10мкФ

Пятивольтовая версия отличается только маркировкой на корпусе

На скорую руку собрал несколько плат. Просто модуль преобразователя

Модуль с батарейкой CR2032

Тестирование

Рабочий диапазон входного напряжения у трехвольтового стабилизатора 0.8-2.9В. И хотя чип выдерживает напряжение до 12В, при повышении входного напряжения выше напряжения стабилизации выходное напряжение повторяет входное (за исключением падения на диоде и катушке). То есть на понижение напряжения данная схема не работает.

При питании стабилизатора на 3В от двух элементов АА получаем характеристики, близкие к даташиту. Выходное напряжение начинает «проседать» при выходном токе выше 200мА

Питание от одной батарейки АА показало, что входное напряжение становится ниже 0.8В при выходном токе свыше 40мА и стабилизатор перестает работать. Но виной тому сам аккумулятор. От блока питания 1.5В удалось на выходе получить 100мА

Батарейка CR2032 дала стабильное выходное напряжение преобразователя при токе 10мА и длительности 5 сек, что, впрочем, оказалось вполне достаточным для моих задач.

Из 5-ти вольтовой версии стабилизатора удалось «выжать» стабильное рабочее напряжение при питании от 1хАА — 30мА и 2хАА — 100мА. Потом выходное напряжение опустилось больше декларируемых в даташите 2%

Измерение входного и выходного тока и напряжения показало КПД работы преобразователя.
Так на 3-х вольтовой версии удалось получить КПД при питании от 2-х АА до 70%

При питании от 1-й АА КПД получился немного пониже

Тестируя 5-вольтовую микросхему попробовал заменить катушку с 22мкГн на 47мкГн и получил КПД практически до 80%

Жалко, катушки большей индуктивности под рукой не нашлось. Как приедут, попробую выжать из преобразователей немного больше.

Измерение выходных пульсаций показало следующее

Тестирование в холостом режиме дало довольно хорошие результаты:

Питание от 2-х АА или CR2032

• Выходное 3В — холостой ток 10мкА
• Выходное 5В — холостой ток 25мкА

Питание от 1-й АА

• Выходное 3В — холостой ток 20мкА
• Выходное 5В — холостой ток 50мкА

Результаты тестирования

Параметры преобразователей BL8530 вполне близки к даташиту. Подбором дополнительных компонентов — диода, конденсаторов и индуктивности, видимо, можно достичь еще большего приближения.
Меня же вполне устроил достигнутый результат — он полностью соответствует моей задаче.
Не подвел самый главный показатель — ток холостого режима, делающий вполне доступной питание микроконтроллера от одной батарейки, при условии что тот большую часть времени «спит».

ОТК бдит )))