关于5v降压3.3与锂电池升压5V的问题

ID:1069280 · 发表于 2023-3-31 19:04

目前再做一个项目，遇到些问题，抱着学习交流的态度请教各位坛友。
电源为2个18650@2000ma电池并联组成，合计4000mah。
本项目中涉及到的用电器件如下（正常工作时总电流约200ma）：

1、4个ws2812编程灯珠（手册工作电压为5v，实测3.3v下可正常工作，亮度略微受影响）
2、乐鑫esp32主控mcu。
3、2.8寸并口屏幕。

目前方案外经4056给18650充电，经mos开关电路后至HX3406（dcdc降压芯片）降压为3.3v后给屏幕，mcu，2812供电。
但是目前该方案当电池电压降至3.4v左右时屏幕背光会产生亮度抖动，怀疑可能是因为dcdc降压压差过低导致。

现在想对整体方案进行修改，到达压榨电池性能，增加续航时，同时改善低压时屏幕背光抖动的现象。

修改思路：
采用tp5400或类似充升一体ic替代原有4056，升压5v后供2812灯珠。
其余器件继续由3406进行dcdc降压或用类似1117等ldo降压至3.3供mcu和屏幕。

本人能力有限非科班出身，真诚请教各位坛友，欢迎讨论互相学习。

1、3.4-3.5v 是否为18650放电合理的终止电压，有没有必要为了压榨剩余不多的电量先升压5V后再降压。先升后降是否会造成不必要的损耗。
2、如果升压5v后，3.3v需求仅为屏幕和mcu，这时应选用ldo还是dcdc，在1.7v压差下哪种转换效率高，
欢迎各位踊跃讨论，如果有介绍不清楚的地方欢迎提问，我会随时补充。

ID:642838 · 发表于 2023-3-31 21:23

18650一般放电下限电压≥2.5V，有保护板都情况下，大于3V。

dcdc的转换效率大于LDO，LDO是低压差线性稳压电路。
直接从电池稳压输出，可以选择升降压模块，也可以电池串联，在接dcdc降压为3.3v

ID:291668 · 发表于 2023-3-31 22:42

先升再降，电池还是并联使用为好。可选低压差的DC转换器。0.5-1v的

ID:401564 · 发表于 2023-4-1 01:54

1:锂电池直接给灯带供电,这是效率最高的方案,锂电池供电,效率很重要
2:看一下MCU和屏幕,能不能直接用锂电池供电,如果能,就直接供电,不能再看第3点
3:看一下MCU,能不2.8V或者3.0V供电,能的话,就用2.8V的或者是3.0V的LDO供电,MCU用电并不多
4:屏幕如果能用锂电池直接供电就直接供电,如果不能,就用TP5400升压再供电
5:不管哪个器件,优先选择锂电池直接供电,不行,才想其它的办法

ID:230500 · 发表于 2023-4-1 09:20

18650的放电下限2.6V；如果要完全使用完4000Ma 最好的方法是两节电池串联后再降压给电路供电；这样做的好处是稳定性好；绝对不会出问题；缺点就是由于电压转换因为效率的原因会有一定的功率损耗；其次需要额外的降压芯片以及配套的充放保护电路，成本会增加
效率最高的方法就是用锂电池直接供电；但是有两个缺点；1；由于各种器件的下限工作电压不一致；就会造成电压降到临界状态的时候；造成个别模块芯片工作不稳定或者不工作；2；其次就是不能完全的把4000Ma的容量使用完全；间接的来说也就是一种功率浪费；比如锂电池的下限是2.6V；芯片的最低电压是3.3V；当电池电压低于3.3V的时候电路就不工作了；那么相当于有0.7V的容量没有被使用；
所以经过上面分析；优先选择能低压工作的芯片和模块，效率最高；配套的3.7V锂电充放电路简单成本低；其次就是改成串联再降压供电

ID:230500 · 发表于 2023-4-1 09:28

a399288395 发表于 2023-4-1 09:20
18650的放电下限2.6V；如果要完全使用完4000Ma 最好的方法是两节电池串联后再降压给电路供电；这样做的好处 ...

其次还有一种折中的办法；两节电池还是并联；可以电池直供的就用电池；不能直供的就转换电压后再供电；

ID:401564 · 发表于 2023-4-1 09:34

a399288395 发表于 2023-4-1 09:20
18650的放电下限2.6V；如果要完全使用完4000Ma 最好的方法是两节电池串联后再降压给电路供电；这样做的好处 ...

别乱扯
为什么4.20V的锂电池要叫"3.7V2000mAh"?
不管你放电的电流是多少,当电池电压下降到3.0V或者以下时,电量基本是没有了,你就算是放到2.4V,它也放不了多少电,估计是5%都不到,很多电池保护板的保护电压是2.8V或者是3.0V的,你以为人家不会设计保护板吗?
串联也一样的要DC-DC,效率不见得会高,拿保护板和充电的钱去买好点的升压IC,一样的有90%的效率,降压型DC-DC的效率大多也就是90%左右

ID:1069280 · 发表于 2023-4-1 10:02

odfggf 发表于 2023-3-31 21:23
18650一般放电下限电压≥2.5V，有保护板都情况下，大于3V。

dcdc的转换效率大于LDO，LDO是低压差线性稳 ...

谢谢，可是充电接口为usb接口，5V输入，如果串联的话可能充电部分要增加升压电路，可以推荐个经济实惠皮实耐用适合量产的充电IC吗，谢谢

ID:1069280 · 发表于 2023-4-1 10:03

li64331218 发表于 2023-3-31 22:42
先升再降，电池还是并联使用为好。可选低压差的DC转换器。0.5-1v的

目前选用的HX3406已经是低压差的dcdc了，可能选型选的不太好，可以推荐个吗，我们比较一下谢谢，

ID:230500 · 发表于 2023-4-1 10:05

Y_G_G 发表于 2023-4-1 09:34
别乱扯
为什么4.20V的锂电池要叫"3.7V2000mAh"?
不管你放电的电流是多少,当电池电压下降到3.0V或者以下 ...

你说是的就是的吧；你自己去看下DW01 ；DW06D的规格书；看看过放的保护阈值是多少；

ID:1069280 · 发表于 2023-4-1 10:10

Y_G_G 发表于 2023-4-1 01:54
1:锂电池直接给灯带供电,这是效率最高的方案,锂电池供电,效率很重要
2:看一下MCU和屏幕,能不能直接用锂电 ...

确实是个好方案，之前没有想到， mcu和屏幕可以用3v来驱动，我觉得应该是可行的，可是ldo从效率的角度上说是不是没有dcdc高，这样虽然可以减少低压时对系统带来的影响，但是由于效率问题丢失了一部分电量，看来没有十全十美的方案，都要进行取舍。谢谢受教了，

ID:1069280 · 发表于 2023-4-1 10:16

a399288395 发表于 2023-4-1 09:20
18650的放电下限2.6V；如果要完全使用完4000Ma 最好的方法是两节电池串联后再降压给电路供电；这样做的好处 ...

解释的很详细非常到单位，那么如果采用串联方案的话，我认为是优先选择dcdc降5v供2812，那么5降3的方案您认为是ldo好还是dcdc号呢，或者有无某种IC可以5和3同时输出。谢谢

ID:401564 · 发表于 2023-4-1 12:01

a399288395 发表于 2023-4-1 10:05
你说是的就是的吧；你自己去看下DW01 ；DW06D的规格书；看看过放的保护阈值是多少；

不是我说是就是,那是是过放保护,国产的的保护IC基本是2.4V左右
但并不是说每次都要放电到2.4V让保护板来关机的
它只是一个保护而已,正常的使用,单片机是要有ADC去检测电池电压的,低于3.0V就可以关机了
正常来说,恒流的情况下,4.20V放电到3.0V能放两个小时的话,3.0V再放到2.40V,最多就是几分钟的事情,不会超过10分钟,不信你试一下
但每次都放电到2.40V,放电总时长提高个三五分钟,电池容易坏,整体效果并不好

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