¿Puedo reducir el voltaje de 3,3V a 1,8V utilizando una batería de 1,5V?

Question

Estoy interconectando con una EEPROM que funciona vía SPI a 1.8V; desafortunadamente no tengo una fuente de alimentación de 1.8V alrededor y siendo este un proyecto de fin de semana, quería completarlo sin ir al taller.

Le pedí un consejo a un amigo experto y me sugirió que podía poner una pila AA de 1,5V en el circuito para obtener 1,8V.

¿Es esta una buena configuración? Soy un novato, pero por sensaciones viscerales siento que hay algo mal, en particular con respecto a la intensidad de la corriente.

Editar 1: Sé que es una mala idea, pero pregunto aquí para saber por qué . No he podido encontrar una pregunta similar, así que creo que será útil tenerla aquí como recordatorio de por qué no hay que perseguir ideas malas como éstas. Aceptaré la respuesta con la explicación de por qué no hacer esto. Sé que se debe hacer con un regulador de voltaje, estoy preguntando si es posible sin él, por lo que la respuesta puede ser sí / no con una explicación. También tengo curiosidad por leer sobre alguien que piense que es posible.

Editar 2: para los interesados en el consumo de energía, la EEPROM es una Winbond W25Q64FW y la utilizaré a través de un cambiador de nivel TXB0108 (lado B). Para que conste, nunca probé este circuito (en particular, después de las respuestas/comentarios que recibí) pero, no obstante, estoy muy interesado en leer lo que es posible o no.

Answer 1

TL;DR; Tu amigo te está diciendo cómo destruir una batería, potencialmente de forma violenta. Utilice un circuito regulador de voltaje adecuado en su lugar.

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Las baterías no están diseñadas para ser utilizadas como reguladores de tensión. Si bien es cierto que en un mundo ideal el circuito que propones funcionaría (después de todo, una batería ideal baja su tensión nominal con cualquier corriente), en la práctica las cosas son un poco diferentes.

Toda la corriente extraída de la alimentación de 1,8V tendrá que fluir desde la alimentación de 3,3V, hacia el terminal + de la batería, y luego salir del terminal - de la batería. Esto es en efecto la conducción de una corriente de carga en la batería. La batería está actuando como una carga.

Hay una razón por la que las baterías llevan impresa la advertencia "No Recargar", cargarlas puede provocar una ventilación, de forma potencialmente violenta. Ciertamente, un desorden.

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Ahora te estarás preguntando, pero qué pasaría si utilizara una batería recargable. Inicialmente, probablemente funcionaría bien. Sin embargo, el voltaje de salida caerá a medida que la batería se cargue.

El voltaje a través de la batería seguirá aumentando hasta que los 3,3V completos caigan a través de ella, o la batería se dañe por la carga de sobretensión.

En cualquier caso, esto no le dará un voltaje de salida estable, ya que el voltaje de la célula variará con la corriente consumida por la carga. Es realmente poco diferente a usar una resistencia como regulador, que no funciona bien.

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La solución adecuada es utilizar un circuito regulador de tensión. Hay muchos diseños. Reguladores en derivación que utilizan diodos Zener, circuitos integrados reguladores lineales (por ejemplo, LM317), reguladores de tensión en serie con transistores.

Answer 2

Permítame mostrarle exactamente por qué es una mala idea utilizar una batería de esta manera. La siguiente simulación muestra un ejemplo con una carga de 100mA. Como puedes ver esto obliga a que 100mA de corriente fluyan en la batería también.

Si utiliza una pila alcalina, esto provocará una acción de carga que causará un eventual calentamiento de la pila y puede explotar o, como mínimo, reventar un sello y tener una fuga.

Si se trata de una tecnología de baterías recargables, como las de litio, pronto se sobrecargarán y es probable que incluso se incendien si se sobrecargan demasiado.

Existe una forma segura de utilizar una batería para regular la tensión de salida en un circuito como éste. Si puede evaluar cuidadosamente sus necesidades de corriente de carga, entonces puede colocar una resistencia de lastre a través de la batería como se muestra a continuación. Debe dimensionar la resistencia de lastre de manera que la corriente de la batería siempre esté descargando la batería cuando la corriente de la carga vaya de cero a cualquier corriente máxima que su carga requiera. He mostrado valores adecuados para cargas de hasta 50mA.

De este modo, la batería funciona como un regulador de derivación. La resistencia de lastre es un desperdicio de la energía de la batería, pero logra el objetivo de la OP de cómo obtener 1,8V para una aplicación rápida de una sola vez.

Answer 3

Parece, sobre el papel, que lo haría, pero...

La tensión de salida de esta disposición puede ser un poco menor de lo que cabría esperar. La batería puede emitir 1,5V bajo una carga nominal, pero para conducir una corriente de vuelta a ella puede requerir un pequeño potencial adicional, que en su circuito, vendría a expensas de la tensión de salida.

En cualquier caso, lo que hace que esto sea un malo (potencialmente peligroso) La idea es que cuando se aplica una corriente de carga a una pila de un solo uso, se fuerzan reacciones químicas en el interior de la pila para las que nunca fue diseñada. Una reacción probable será la formación de calor y gases explosivos que la pila no puede eliminar. Esto puede conducir a un aumento de la presión hasta que la célula se rompa (explote), liberando sustancias químicas potencialmente dañinas, corrosivas y/o inflamables.

Incluso el uso de una batería recargable de esta manera es una mala idea, porque el voltaje a través de sus terminales variará según su estado de carga, dándole un voltaje de salida no muy predecible, y de nuevo, se corre el riesgo de sobrecargarla con el potencial de consecuencias similares; la sobrecarga suele causar (de nuevo) reacciones químicas para las que la batería no fue diseñada. Las recargables sólo se cargan de forma segura en un circuito diseñado con ese fin.

Answer 4

¿Estás seguro de que tu amigo no estaba sugiriendo esto?

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Una pila alcalina de 1,5 V está más cerca de 1,65 cuando está completamente cargada y no está sometida a una gran carga. Y puede estar lo suficientemente cerca de 1,8V para que funcione para tus necesidades. Consulta la hoja de especificaciones. O si se trata de un proyecto de hobby intrascendente, tal vez sólo lo construyas y veas si funciona.

O quizás la sugerencia era:

simular este circuito

Cualquiera de estos enfoques funcionará. A diferencia de la disposición que has dibujado, no se basan en hacer funcionar la batería "al revés" para cargarla.

Answer 5

Si la corriente es baja, y su 3v3 tiene suficiente unidad, sólo tiene que utilizar un divisor resistivo - digamos 83r a + y 100r a gnd. El punto central le dará 1v8. Sí, eso caerá como usted dibuja la corriente y a largo plazo es desagradable. Pero funcionará para los pocos ciclos que necesitas. Los valores del reisitor se pueden escalar para que coincida con lo que tienes por ahí.