Aufwärtswandler mit extrem niedrigem Wirkungsgrad

Ich versuche, einen Aufwärtswandler von Pololu zu verwenden , der meine 1,25-Eingangsspannung von einer AAA-Batterie auf 5 V erhöht, um einen Arduino mit Strom zu versorgen. Ich habe festgestellt, dass mein Arduino 0,03 A benötigt, um mit Strom versorgt zu werden.

Ich verstehe, dass ich, wenn der Aufwärtswandler 100% effizient wäre und bei Verwendung (V*I)in = (V*I)outvon .12A von meiner AAA-Batterie in den Aufwärtswandler gezogen werden müsste. Wenn ich jedoch den direkt aus der Batterie gezogenen Strom mit einem Multimeter messe, stelle ich fest, dass 1,05 A meine Batterie verlässt und in den Aufwärtswandler eintritt, während 0,03 A den Aufwärtswandler verlässt und in den Arduino eintritt. Dies bedeutet, dass mein Aufwärtswandler einen Wirkungsgrad von etwa 11% hat. Die Spannung scheint fein von 1,25 V auf 5 V erhöht zu werden.

Dieser Wirkungsgrad ist besorgniserregend, da die Polulu-Komponente eine Eingangsstrombegrenzung von 1,2 A hat und ich auch einen kleinen Motor antreiben muss. Ich verdrahte die positiven und negativen Anschlüsse meiner AAA-Batterie mit „Vin“ bzw. „GRD“ am Aufwärtswandler und verdrahte dann die „Vout“- und „GRD“-Pins mit den „5V“- und „GRD“-Pins mein Arduino. Ich verwende den "SHDN" -Pin nicht.

Verdrahte ich den Aufwärtswandler also falsch oder ist dieser Wirkungsgrad typisch?

Es scheint zumindest nicht typisch zu sein.
Das ist besorgniserregend. Abgesehen von der Ineffizienz wird dieser 1-Ampere-Abfluss eine AAA-Zelle verdammt schnell leer schlürfen.
Polulu sagt, dass es bei 1 V Eingang einen Wirkungsgrad von mehr als 55 % haben sollte.
Bist du sicher, was du gemessen hast? Sie können diese Frage immer noch auf Pololu stellen und dann um eine Rückerstattung bitten, wenn Ihre Feststellung zutrifft. Versuchen Sie, zwei Batterien in Reihe zu schalten. Die remanente Energie sollte in Wärme umgewandelt werden, also sollte die Sache ziemlich heiß sein
Ich habe dies auch mit einem zweiten genau gleichen 5-V-Aufwärtswandler von Pololu versucht und genau das gleiche Verhalten trat auf. Das lässt mich denken, dass es irgendwo mein Fehler ist. Ich messe Ampere, indem ich den Stromkreis auf meinem Steckbrett unterbreche und ihn dann mit meinem Multimeter reformiere, da der Strom dann wie ein Draht durch das Multimeter fließen sollte. Die Strommesswerte überall sonst scheinen genau zu sein, also denke ich, dass ich den Strom richtig messe. Ich werde die beiden Batterien in Reihe gleich ausprobieren.
Messen Sie die Spannung, die in das Modul eingeht. Wenn Sie es über ein Steckbrett verdrahtet haben, kann der Kontaktwiderstand dazu führen, dass die Spannung abfällt. Besser noch, entfernen Sie das Steckbrett aus der Gleichung. Schließen Sie das Bett direkt an das Modul an und sehen Sie, ob es besser wird.
Ich werde das jetzt versuchen, JRE. Bei Batterien in Reihe bekomme ich 0,115 A rein und 0,044 A raus. Zwei Batterien in Reihe bedeuten eine kombinierte Spannung von 2,5 V, was einem Wirkungsgrad von 76,5 % entspricht. Dies scheint viel vernünftiger, aber für meine Anwendung kann ich nur eine einzelne AAA-Batterie verwenden.
Ich schlage vor, Sie testen den Aufwärtswandler separat, schließen die Batterie an den Aufwärtswandler an, lassen den Ausgang des Aufwärtswandlers unverbunden (offen). Erhalten Sie 5 V am Ausgang des Aufwärtswandlers? Messen Sie den aus der Batterie entnommenen Strom. Wenn das alles in Ordnung ist, schließen Sie einen Lastwiderstand am Ausgang des Aufwärtswandlers an, verwenden Sie 5 V / 30 mA = 170 Ohm, 180 Ohm oder 2 x 100 Ohm in Reihe ist nahe genug. Nun sollten aus den 5V knapp 30 mA entnommen werden. Liegen am Ausgang des Upconverters noch 5 V an?
Beachten Sie, dass die meisten Arduinos einen ATMega328-MCU verwenden, der mit einer Versorgungsspannung von nur 1,8 V betrieben werden kann , aber Sie müssen möglicherweise die Einstellung "Brown-Out-Erkennung" neu programmieren, damit dies funktioniert. Es hängt davon ab, was der Arduino steuert, ob Sie tatsächlich bis auf 1,8 V gehen können. Sie zeigen keinen Schaltplan, daher kann ich es nicht beurteilen. Sie scheinen einen hohen Wirkungsgrad zu wollen, und dazu hilft eine niedrigere Spannung am Ausgang des Aufwärtswandlers.
Die gleichen Ergebnisse traten auf, als ich das Steckbrett entfernte. Für Bimpelrekkies Kommentar habe ich gerade bei offenem Stromkreis getestet und am Ausgang 5 V erhalten, und der aus der Batterie entnommene Strom betrug 0 A (ich gehe davon aus, dass wir das wollen, da keine Last vorhanden ist). Verwenden Sie jetzt einen Widerstand für die Last, gemäß dem zweiten Vorschlag. Und das wusste ich bei 1,8V und dem ATMega nicht! Ich habe leider eine Komponente, die 5V benötigt.
@Bimpelrekkie, ich habe gerade einen 100-Ohm-Widerstand verwendet (alles, was ich hatte) und am Ausgang genau 0,05 A erhalten! Dies bestätigt, dass der Ausgangsstrom korrekt ist, da 5 V / 100 Ohm = 0,05 A. Allerdings verließ die Batterie 0,9 A (dies sollte etwas höher als 0,2 A sein, zieht also immer noch viel zu viel Strom), und der Ausgang betrug 3,2 V anstelle der normalen 5 V ohne Last. Pololu sagt, dass die Spannung abfällt, sobald die Stromgrenze erreicht ist (1,2 A), aber die Stromgrenze wurde noch nicht erreicht, da 0,9 A < 1,2 A. Gibt es also eine Erklärung dafür, warum dies geschieht? Vielen Dank!
Zuerst sagst du, am Ausgang sind 50 mA bei einer Last von 100 Ohm, dann sind es 3,2 V ??? Hören Sie kurz auf, Ströme zu messen und messen Sie Spannungen . Sind alle Spannungen korrekt? Messen Sie die Batteriespannung direkt an den Kontakten der Batterie, aber auch direkt an den Anschlüssen des Aufwärtswandlers. Benutzt du nur Lötverbindungen ? Ich vermute, dass alle Ihre Strommessungen einen Spannungsabfall (Lastspannung) verursachen, sodass selbst bei einer Batterie von 1,5 V immer noch eine viel niedrigere Spannung am Eingang des Aufwärtswandlers anliegen könnte.
Alle Spannungen neu gemessen - Ohne Last beträgt die Eingangsspannung 1,25 V (nicht 1,5 V, da es sich um eine wiederaufladbare AAA-Batterie handelt) und die Ausgangsspannung 5 V. Mit dem 100-Ohm-Widerstand als Last erhalte ich eine Eingangsspannung über der Batterie von 0,6 V (habe dies noch nie gemessen - sollte sie nicht bei 1,25 V bleiben? Warum fällt sie mit der Last ab?) Und eine Ausgangsspannung von 3,2 V. Ich sehe, dass die Ausgangsspannung jetzt seltsam ist, weil das Ohmsche Gesetz jetzt verletzt wird. Außerdem ist fast alles über ein Steckbrett ohne Lötverbindungen verbunden.
Das Aufladen von bis zu 5 V von einer Alkali- oder NiMH-Einzelzelle ist ziemlich schwierig. Jeder kleine zusätzliche Serienwiderstand macht es viel schlimmer. Beachten Sie auch, dass die Batteriespannung unter Last immer einbricht. Ich war dort und habe das getan. Wenn es eine Möglichkeit gibt, stattdessen zwei Zellen in Reihe zu verwenden, wird es um einiges einfacher sein.
Ich bekomme eine Eingangsspannung über die Batterie von 0,6 V. Und da ist Ihr Problem! weil das Ohmsche Gesetz jetzt verletzt wird Oh nein ist es nicht!!! Gehen Sie niemals davon aus, dass das Ohmsche Gesetz verletzt wird. Es ist ein Gesetz und nur unter ganz besonderen Umständen gilt es nicht. Sie haben überall Vorwiderstände : in der Batterie und allen Kontakten auf Ihrem Steckbrett. Diese Widerstände verhindern, dass Ihr Setup so funktioniert, wie Sie es möchten.
Super, danke für das ganze Feedback! Ich schätze es. Mit "verletzt" meinte ich nur, dass etwas nicht stimmt und ich irgendwo einen Fehler mache, meine Schuld.

Antworten (1)

Schauen Sie sich die veröffentlichten Kurven an. Was Sie bekommen, klingt ziemlich nah. Ich weiß, dass Sie bei der Strommessung Spannung verlieren, so funktionieren sie. Das Maximum bei einem Volt beträgt 150 mA bei etwa 60 % Wirkungsgrad. Ich würde annehmen, dass Sie unter 1 Volt liegen, was Sie vollständig aus der Kurve bringt. Erwägen Sie, zwei Batterien in Reihe zu schalten, Ihre Effizienz wird stark steigen und es könnte sogar funktionieren.

Aufwärtswandler mit extrem niedrigem Wirkungsgrad
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