Могу ли я уменьшить напряжение с 3,3 В до 1,8 В с помощью батареи 1,5 В?

Я взаимодействую с EEPROM, который работает через SPI при 1,8 В; К сожалению, у меня нет источника питания 1,8 В, и, поскольку это проект выходного дня, я хотел завершить его, не ходя в магазин.

Я попросил совета у опытного друга, и он предположил, что я могу положить 1,5В батарею АА в цепь, чтобы получить 1,8В.

Это звуковая конфигурация? Я новичок, но по внутренним ощущениям я чувствую, что что-то не так, особенно в отношении текущей интенсивности.

Редактировать 1: Я знаю, что это плохая идея, но я спрашиваю здесь, чтобы узнать, почему . Я не мог найти подобный вопрос, поэтому я считаю, что было бы полезно иметь здесь в качестве напоминания о том, почему бы не преследовать плохие идеи, подобные этим. Я приму ответ с объяснением, почему бы не сделать это. Я знаю, что это должно быть сделано с помощью регулятора напряжения, я спрашиваю, возможно ли это без него, поэтому ответ может быть да / нет с объяснением. Мне также интересно читать о ком-либо, кто думает, что это возможно.

Редактировать 2: для тех, кто заинтересован в энергопотреблении, EEPROM - это Winbond W25Q64FW, и я буду использовать его через регулятор уровня TXB0108 (сторона B). Что касается записей, я никогда не пробовал эту схему (в частности, после ответов / комментариев, которые я получил), но, тем не менее, мне очень интересно читать, что возможно или нет.

TL; DR; Ваш друг говорит вам, как уничтожить батарею, возможно, с применением насилия. Вместо этого используйте правильную схему регулятора напряжения.

Аккумуляторы не предназначены для использования с регуляторами напряжения. Хотя это правда, что в идеальном мире ваша предложенная схема будет работать (в конце концов, идеальная батарея сбрасывает свое номинальное напряжение при любом токе), на практике все немного по-другому.

Весь ток, потребляемый от источника питания 1,8 В, должен течь из источника питания 3,3 В в клемму аккумулятора +, а затем через клемму аккумулятора. Это в действительности приводит зарядный ток в батарею. Аккумулятор действует как нагрузка.

Существует причина, по которой на батареях напечатано предупреждение «Не перезаряжать», зарядка их может привести к вентиляции, потенциально насильственным образом. Конечно, грязный.

Теперь вам будет интересно, но что, если бы я использовал аккумулятор. Первоначально, это, вероятно, будет работать нормально. Однако выходное напряжение будет падать по мере зарядки аккумулятора.

Напряжение на аккумуляторе будет увеличиваться до тех пор, пока на него не упадут полные 3,3 В, или батарея не будет повреждена из-за зарядки перенапряжением.

В любом случае это не даст стабильного выходного напряжения, так как напряжение элемента будет изменяться в зависимости от тока, потребляемого нагрузкой. Это действительно немного отличается от использования резистора в качестве регулятора, который не работает хорошо.

Правильным решением является использование цепи регулятора напряжения. Есть много дизайнов. Шунтирующие регуляторы с использованием стабилитронов, ИС линейных регуляторов (например, LM317), регуляторы напряжения серии транзисторов.

Позвольте мне показать вам, почему это плохая идея использовать батарею таким образом. Следующее моделирование показывает пример с нагрузкой 100 мА. Как вы можете видеть, это заставляет ток 100 мА течь и в батарее.

Если вы используете щелочную батарею, это вызовет зарядку, которая может привести к нагреву батареи и может взорваться или, как минимум, разорвать уплотнение и протечь.

Если вы попробовали технологию перезаряжаемой батареи, например литиевого типа, она скоро станет перезаряженной, и она может даже загореться, если перезарядится слишком сильно.

Существует безопасный способ использования батареи для регулирования выходного напряжения в такой цепи. Если вы можете тщательно оценить требования к току нагрузки, то можете поместить балластный резистор на аккумулятор, как показано ниже. Вы должны рассчитать балластный резистор так, чтобы ток батареи всегда разряжал батарею, когда ток нагрузки падает от нуля до максимального тока, необходимого вашей нагрузке. Я показал значения, подходящие для нагрузок до 50 мА.

Таким образом, аккумулятор работает как шунтирующий регулятор. Балластный резистор является бесполезным расходом энергии батареи, но он достигает цели ОП, заключающейся в том, чтобы получить 1,8 В для быстрого однократного применения.

На бумаге это выглядит так, как было бы, но ...

Выходное напряжение этого устройства может быть немного меньше, чем вы ожидаете. Батарея может выдавать 1,5 В при номинальной нагрузке, но для подачи тока обратно в нее может потребоваться небольшой дополнительный потенциал, который в вашей цепи может возникнуть за счет выходного напряжения.

Независимо от того, что делает эту плохую (потенциально опасную) идею, это то, что когда вы подаете зарядный ток в одноразовую батарею, вы заставляете протекать химические реакции внутри батареи, для которой она никогда не была предназначена. Вероятной реакцией будет образование тепла и взрывоопасных газов, от которых клетка не сможет избавиться. Это может привести к повышению давления до тех пор, пока ячейка не разорвется (не взорвется) с выделением потенциально вредных, едких и / или легковоспламеняющихся химических веществ.

Даже использование перезаряжаемой батареи таким способом является плохой идеей, потому что напряжение на ее клеммах будет меняться в зависимости от состояния ее заряда, давая вам не очень предсказуемое выходное напряжение, и опять же, вы рискуете перезарядить его с потенциалом подобного последствия; чрезмерная зарядка обычно вызывает (опять же) химические реакции, для которых батарея не была разработана. Аккумуляторы заряжаются только в цепи, разработанной для этой цели.

Вы уверены, что ваш друг не предлагал этого?

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

1,5 В щелочная батарея ближе к 1,65 при полной зарядке и не под высокой нагрузкой. И это может быть достаточно близко к 1,8 В, чтобы работать для ваших нужд. Обратитесь к спецификации. Или, если это несущественный хобби-проект, возможно, вы просто создадите его и посмотрите, работает ли он.

Или, возможно, предложение было:

^{смоделировать эту схему}

Любой из этих подходов будет работать. В отличие от схемы, которую вы нарисовали, они не полагаются на то, что батарея заряжается «назад».

если это низкий ток, и у вашего 3v3 достаточно накопителя, просто используйте резистивный делитель - скажем, от 83r до + и от 100r до gnd. Центральная точка даст вам 1 на 8. Да, это понизится, поскольку Вы рисуете текущий и длительный срок, это противно. Но это будет работать для тех нескольких циклов, которые вам нужны. Значения reisitor можно масштабировать в соответствии с тем, что у вас есть.

Как описано в других ответах, самое важное, что вы должны понимать, это то, что вы непреднамеренно заряжаете эту батарею. Предполагая, что батарея не предназначена для зарядки, при длительном использовании вы ожидаете появления пламени.

Вместо этого метода есть много методов, которые используют «Регуляторы напряжения». Взгляните на LM334 вместо этого. При правильном смещении резистора вы можете получить идеальный выход 1,8 В.

Помните, что EEPROM могут работать неправильно, если источник питания нестабилен. Вы можете думать о вещах из-за своей простой ошибки - не выбрать правильный источник питания.

Независимо от проблемы с аккумулятором:

Если у вас есть выбор кремниевых диодов и / или светодиодов, они могут быть использованы для достижения необходимого вам падения напряжения. Возможно, вы захотите, чтобы какой-то резистор, параллельный IC, передавал прямое напряжение диода в стабильный участок кривой.

Имейте в виду, что большинство микросхем абсолютно не могут работать с входными напряжениями, которые превышают их напряжение питания.

Если это проект хакерских выходных, я бы сказал, что ответом будет громкое ДА, ВЫ МОЖЕТЕ , пока вы не доберетесь до магазинов в понедельник.

Несмотря на то, что вы заряжаете аккумулятор одновременно, EEPROMS не потребляют такой большой ток, поэтому вы заряжаете аккумулятор при низком токе. Я сделал это сам, хотя не для EEPROMS. В противном случае у вас есть стабилитрон 1,5 В?

NB: Кроме того, обязательно отключите питание 3,3 В перед его отключением, в противном случае вы можете подавать -1,5 В на EEPROM :)