1.5V 배터리를 사용하여 3.3V에서 1.8V로 전압을 줄일 수 있습니까?


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1.8V에서 SPI를 통해 작동하는 EEPROM과 인터페이스 중입니다. 불행히도 나는 1.8V 전원을 가지고 있지 않으며 주말 프로젝트 인 나는 상점에 가지 않고 그것을 완성하고 싶었습니다.

나는 숙련 된 친구에게 조언을 구했고 1.8V를 얻기 위해 1.5V AA 배터리를 회로에 넣을 수 있다고 제안했다.

이것이 사운드 구성입니까? 나는 초보자이지만 직감으로 인해 특히 현재 강도와 관련하여 잘못된 것이 있다고 느낍니다.

제안 된 예

편집 1 : 이것이 나쁜 생각이라는 것을 알고 있지만 이유 를 알고 싶습니다 . 비슷한 질문을 찾을 수 없었기 때문에 여기에 나쁜 아이디어를 추구하지 않는 이유를 상기시키는 것이 도움이 될 것이라고 생각합니다. 왜 안하는지에 대한 설명으로 대답을 받아들입니다. 전압 레귤레이터로 수행해야한다는 것을 알고 있습니다. 전압 레귤레이터가 없으면 가능한지 묻고 있습니다. 나는 또한 그것이 가능하다고 생각하는 사람에 대해 궁금합니다.

편집 2 : 전력 소비에 관심이있는 사람들을 위해 EEPROM은 Winbond W25Q64FW이며 TXB0108 레벨 시프터 (B면)를 통해 사용합니다. 기록을 위해, 나는이 회로를 시도하지 않았지만 (특히 내가받은 답변 / 의견을받은 후) 그럼에도 불구하고 가능한 것을 읽는 것에 관심이 있습니다.


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충전 할 수는 있지만 충전 전류를 충전 때 배터리가 폭발하기 쉽습니다 .
Tom Carpenter

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@Bimpelrekkie 당신 이주의 깊게 읽으면, 내가 염려하고있는 다른 사람의 아이디어를 검증하도록 요청하고 있음을 알 수 있습니다. 이것은 심지어 내 자신의 해결책이 아닙니다 ...이 솔루션이 유효한지 여기에 묻습니다. 주제를 계속하십시오.
gdm85

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@Bimpelrekkie 왜 그를 공격하고 있습니까? 그는 숙련 된 친구에게 물었고 여기에 묻습니다. 자신의 해결책을 찾지 못하는 다른 사람들로부터 정확하게 배우고 있습니다. 결국이 솔루션은 자신의 것이 아닙니다.
Džuris

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설명에 따르면 @JamieHanrahan은 OP보다 경험이 많고 숙련 된 것으로 보입니다. 제공된 솔루션이 모호한 것처럼 보였으므로 여기에 다시 물었습니다. OP는 사람이 해야하는 것처럼 정확하게 행동했지만, 나는 "다른 사람들로부터 배우지 않는"것에 대한 꾸짖고 OP 가하는 것과 반대되는 "자신의 솔루션"을 생각해 낼 자격이 있다고 생각하지 않습니다.
Džuris

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나는 언급 된 두 IC의 추정 된 정전류 전류로 설명 된대로로드 될 때 소비자 AA 알카라인 셀이 한 달 안에 폭발 할 수있는 최초의 사람에게 10 유로의 현상금을 제공한다.
KalleMP

답변:


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TL; DR; 친구가 잠재적으로 폭력적으로 배터리를 파괴하는 방법을 알려줍니다. 대신 적절한 전압 조정기 회로를 사용하십시오.


배터리는 전압 조정기로 사용하도록 설계되지 않았습니다. 이상적인 세계에서 제안 된 회로가 작동하는 것은 사실이지만 (결국 이상적인 배터리는 모든 전류에서 정격 전압을 떨어 뜨립니다) 실제로는 약간 다릅니다.

1.8V 전원에서 공급되는 모든 전류는 3.3V 전원에서 배터리 + 터미널로 흐른 다음 배터리 터미널에서 흘러 나와야합니다. 이는 사실상 충전 전류를 배터리로 유도하는 것이다. 배터리가로드 역할을합니다.

배터리에 "재충전 금지"경고가 인쇄되어 충전 될 경우 잠재적으로 폭력적인 방식으로 통풍이 발생할 수 있습니다. 확실히 지저분한 것입니다.


이제 궁금 할 것입니다. 그러나 충전식 배터리를 사용한다면 어떨까요? 처음에는 아마 잘 작동했을 것입니다. 그러나 배터리가 충전되면 출력 전압이 떨어집니다.

전체 3.3V가 배터리에 걸리거나 과전압 충전으로 인해 배터리가 손상 될 때까지 배터리의 전압이 계속 증가합니다.

어쨌든 셀 전압은 부하에 의해 소비되는 전류에 따라 변하기 때문에 안정적인 출력 전압을 제공하지 않습니다. 저항을 레귤레이터로 사용하는 것과는 조금 다르지만 제대로 작동하지 않습니다.


올바른 해결책은 전압 조정기 회로를 사용하는 것입니다. 많은 디자인이 있습니다. 제너 다이오드, 선형 레귤레이터 IC (예 : LM317), 트랜지스터 시리즈 전압 레귤레이터를 사용하는 션트 레귤레이터.


1
이 EEPROM에 몇 번 써야하므로이 회로를 마치면 총 활성 시간이 몇 분이됩니다. 그러나 관계없이 귀하의 설명도 적용된다는 것을 이해합니다. 더 나은 게시물이 게시되지 않으면이 답변을 선택하겠습니다. 자세한 설명을 주셔서 감사합니다.
gdm85

3
과충전시 여러 종류의 충전식 배터리가 격렬하고 어지럽게 고장납니다.
zwol

4
@zwol 일부 (NiMH) 배터리는 1 / 10C 이하에서 무한정 충전 될 수 있습니다 (트리클 충전).
JimmyB

3
AA 셀은 1 주일 동안 리버스 모드를 앞두고 작은 회로를 구동 할 가능성이 높으며 (다른 답변의 수정 사항 참조) 소비자 용 알카라인 배터리도 "한도 내에서"충전 가능하며 어떤 상황에서도 세류 충전이 될 수 있습니다. 이 프로젝트에서 더 이상 필요하지 않을 때까지 배터리를 가득 채 웁니다. 연결된 상태로 방치하지 마십시오. 괜찮을 것입니다.
KalleMP

1
@Molot-또는 $ 0.02-1N4001 쌍의 비용 (2.1V가 EEPROM의 최대 전압 범위 내에 있다고 가정).
Jules

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왜 이런 식으로 배터리를 사용하는 것이 나쁜 생각인지 정확하게 보여 드리겠습니다. 다음 시뮬레이션은 100mA 부하의 예를 보여줍니다. 보시다시피 배터리에 100mA의 전류가 흐르게합니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

알카라인 배터리를 사용하면 충전 동작이 발생하여 배터리가 결국 가열되어 폭발하거나 최소한 밀봉 및 누출이 발생할 수 있습니다.

리튬 유형과 같은 충전식 배터리 기술을 사용하면 곧 과충전되어 과충전되면 불이 붙을 수 있습니다.

배터리를 사용하여 이와 같은 회로에서 출력 전압을 조절하는 안전한 방법 이 있습니다. 부하 전류 요구 사항을 신중하게 평가할 수있는 경우 아래 그림과 같이 배터리에 안정기 저항을 배치 할 수 있습니다. 부하 전류가 0에서 부하에 필요한 최대 전류로 갈 때 배터리 전류가 항상 배터리를 방전하도록 안정기 저항의 크기를 조정해야합니다. 최대 50mA의 부하에 적합한 값을 보여주었습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

이러한 방식으로 배터리는 션트 레귤레이터로 작동합니다. 안정기 저항은 배터리 에너지를 낭비하지만 빠른 일회성 애플리케이션을 위해 1.8V를 얻는 방법에 대한 OP의 목표를 달성합니다.


3
션트 경로에 일부 직렬 다이오드를 포함하여 충전식 배터리를 사용하면 션트가 배터리의 충전 상태에 반응하고, 배터리가 부족할 때 과방 전을 피하고 충전량이 적을 때 과충전을 피할 수 있습니다. 전압은 여전히 ​​약간 다르지만 더 적습니다.
벤 Voigt

자세한 답변과 시각화 노력에 감사드립니다. 안타깝게도 하나의 답변 만 선택할 수 있습니다. 그러나 이것이 똑같이 좋다고 생각합니다.
gdm85

션트 저항이 +1이면 완벽하게 사용할 수 있습니다. 3V3 공급이 0V에 있고 실제 스위치로 연결을 해제하지 않으면 레일이 음수로 바뀌더라도 문제는 여전히 남아 있습니다.
KalleMP

션트 저항을 추가하려는 경우 다음 단계로 넘어 가서 배터리를 제거하여 전압 분배기를 남겨 두는 것도
좋습니다

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@TripeHound : 배터리는 분배기의 전압을 안정화시키는 역할을합니다. 완벽하게 일정하지는 않지만 훨씬 일관성이 있습니다.
벤 Voigt

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종이에 보이는 것처럼 보이지만 ...

이 배열의 출력 전압은 예상보다 약간 낮을 수 있습니다. 배터리는 공칭 부하에서 1.5V를 출력 할 수 있지만, 전류를 다시 구동하려면 회로에 출력 전압을 희생시키는 작은 추가 전위가 필요할 수 있습니다.

그럼에도 불구하고, 이것이 나쁜 (잠재적으로 위험한) 아이디어는 일회용 배터리에 충전 전류를 공급할 때 결코 설계되지 않은 배터리 내부에서 화학 반응이 일어나게한다는 것입니다. 세포가 처분 할 수없는 열과 폭발성 가스가 형성 될 수 있습니다. 이는 세포가 파열 (폭발)하여 잠재적으로 유해하거나 부식성 및 / 또는 가연성 화학 물질을 방출 할 때까지 압력을 증가시킬 수 있습니다.

이러한 방식으로 충전식 배터리를 사용해도 터미널 전체의 전압이 충전 상태에 따라 달라지기 때문에 예측할 수없는 출력 전압을 제공 할 수 있으며, 비슷한 상황에서 과충전 될 위험이 있습니다. 결과; 과충전은 일반적으로 배터리가 설계되지 않은 (다시) 화학 반응을 일으킨다. 충전지는 그러한 목적을 염두에두고 설계된 회로에서만 안전하게 충전됩니다.


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친구가 이것을 제안하지 않았습니까?

개략도

이 회로 시뮬레이션CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도

1.5V 알카라인 배터리는 완전 충전시 고부하 상태가 아닌 1.65에 가깝습니다. 그리고 그것은 당신의 요구에 맞도록 1.8V에 가까울 것입니다. 사양 시트를 참조하십시오. 또는 이것이 중요하지 않은 취미 프로젝트 인 경우 프로젝트를 빌드하고 작동하는지 확인할 수 있습니다.

또는 아마도 제안은 다음과 같습니다.

개략도

이 회로를 시뮬레이션

이러한 접근 방식 중 하나가 작동합니다. 사용자가 그린 장치와 달리 배터리는 "뒤로"배터리를 사용하여 충전하지 않습니다.


나는 총 전자 멍청한 놈이므로 요점을 놓칠 것입니다 ...하지만 특정 상황에서 1.5V 배터리는 실제로 1.65V이며 1.8V에 가깝습니다. 아마 작동합니다. 1.8V 전원을 배심원으로 만드는 것이 목표라면 회로의 3.3V 섹션은 무엇입니까? 왜 배터리 만 사용하지 않습니까?
David Richerby

@DavidRicherby이 EEPROM과 인터페이스하는 것은 무엇이든 지금까지 구축 된 것은 여전히 ​​3.3V 전원이 필요하다고 가정합니다.
Phil Frost

나는 그의 그림을 1 : 1로보고했다. 하지만이 회로에 감사합니다. EEPROM은 TXB0108 시프터 쪽 B의 Winbond W25Q64FW이므로 실제로 전력 소비가 적습니다.
gdm85

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전류가 낮고 3v3에 충분한 구동력이 있다면 저항 분배기를 사용하십시오. 83r에서 +로, 100r로 연마하십시오. 중심점은 1 대 8입니다. 그렇습니다. 현재와 장기적으로는 불쾌 할 것입니다. 그러나 필요한 몇주기 동안 작동합니다. Reisitor 값은 당신이 걸어 놓은 것과 일치하도록 확장 될 수 있습니다.


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다른 답변에서 설명했듯이, 가장 중요한 것은 실수로이 배터리를 충전하고 있다는 것입니다. 배터리가 충전되도록 설계되지 않았다면 장기간 사용하면 약간의 화염이 예상됩니다.

이 방법 대신 "전압 조정기"를 사용하는 방법이 많이 있습니다. 대신 LM334를 살펴보십시오. 적절한 저항기 바이어스를 사용하면 완벽한 1.8V 출력을 얻을 수 있습니다.

전원이 안정적이지 않으면 EEPROM이 오작동 할 수 있습니다. 적절한 전원 공급 장치를 선택하지 않는 단순한 실수로 물건에 머리를 대고있을 수 있습니다.


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배터리 문제와 무관 :

실리콘 다이오드 및 / 또는 LED를 선택한 경우 필요한 전압 강하를 달성하는 데 사용할 수 있습니다. 다이오드의 순방향 전압을 커브의 안정적인 섹션으로 가져 오기 위해 IC에 병렬 인 일부 저항이 필요할 수 있습니다.

대부분의 IC는 공급 전압을 초과하는 입력 전압으로 구동 할 수 없습니다.


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주말 해킹 프로젝트 인 경우 월요일에 상점에 갈 때까지 대답은 YES YOU CAN 이라고 대답 합니다.

동시에 배터리를 충전 할지라도 EEPROMS는 그다지 많은 전류를 소비하지 않으므로 배터리를 낮은 전류로 충전합니다. EEPROMS는 아니지만 직접했습니다. 그렇지 않으면 주위에 1.5V 제너 다이오드가 놓여 있습니까?

NB : 또한 전원을 끄기 전에 3.3V 전원을 차단하십시오. 그렇지 않으면 EEPROM에 -1.5V를 공급할 수 있습니다. :)

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