Posso ridurre la tensione da 3,3 V a 1,8 V utilizzando una batteria da 1,5 V?

Mi sto interfacciare con una EEPROM che funziona tramite SPI a 1,8 V; sfortunatamente non ho una fonte di alimentazione da 1,8 V in giro ed essendo questo un progetto del fine settimana, volevo completarlo senza andare al negozio.

Ho chiesto un consiglio a un amico esperto e mi ha suggerito di mettere una batteria AA da 1,5 V nel circuito per ottenere 1,8 V.

È una configurazione audio? Sono un principiante, ma per istinto sento che c'è qualcosa che non va, in particolare per quanto riguarda l'intensità attuale.

Modifica 1: So che questa è una cattiva idea, ma sto chiedendo qui per sapere perché . Non sono riuscito a trovare una domanda simile, quindi credo che sarà utile avere qui come promemoria del perché non perseguire idee sbagliate come queste. Accetterò la risposta con la spiegazione del perché non farlo. So che dovrebbe essere fatto con un regolatore di tensione, sto chiedendo se è possibile senza di esso, quindi la risposta può essere sì / no con una spiegazione. Sono anche curioso di leggere qualcuno che pensa che sia possibile.

Modifica 2: per coloro che sono interessati alla potenza assorbita, la EEPROM è una Winbond W25Q64FW e la userò attraverso un cambio di livello TXB0108 (lato B). Per la cronaca, non ho mai provato questo circuito (in particolare dopo le risposte / i commenti che ho ricevuto) ma sono comunque molto interessato a leggere ciò che è possibile o meno.

TL; DR; Il tuo amico ti sta dicendo come distruggere una batteria, potenzialmente violentemente. Utilizzare invece un circuito regolatore di tensione adeguato.

Le batterie non sono progettate per essere utilizzate come regolatori di tensione. Mentre è vero che in un mondo ideale il tuo circuito proposto funzionerebbe (dopotutto, una batteria ideale abbassa la sua tensione nominale a qualsiasi corrente), in pratica le cose sono leggermente diverse.

Tutta la corrente assorbita dall'alimentazione a 1,8 V dovrà fluire dall'alimentazione a 3,3 V, al terminale batteria +, quindi al terminale batteria. Questo in effetti sta guidando una corrente di carica nella batteria. La batteria funziona come un carico.

C'è una ragione per cui le batterie hanno un avviso "Non ricaricare" stampato su di esse, caricarle può causare uno sfiato, in modo potenzialmente violento. Certamente disordinato.

Ora ti starai chiedendo, ma se dovessi usare una batteria ricaricabile. Inizialmente, probabilmente funzionerebbe bene. Tuttavia, la tensione di uscita diminuirà quando la batteria si carica.

La tensione attraverso la batteria continuerà ad aumentare fino a quando non viene fatta cadere la piena 3.3V o la batteria viene danneggiata dalla carica di sovratensione.

In ogni caso questo non ti darà una tensione di uscita stabile, poiché la tensione della cella varierà con la corrente assorbita dal carico. È davvero poco diverso dall'uso di un resistore come regolatore, che non funziona bene.

La soluzione corretta è utilizzare un circuito regolatore di tensione. Ci sono molti disegni. Regolatori di shunt che utilizzano diodi Zener, circuiti integrati del regolatore lineare (ad es. LM317), regolatori di tensione serie Transistor.

Lascia che ti mostri esattamente perché questa è una cattiva idea di utilizzare una batteria in questo modo. La seguente simulazione mostra un esempio con un carico di 100 mA. Come puoi vedere, questo forza anche 100 mA di corrente nella batteria.

Se si utilizza una batteria alcalina, ciò causerà un'azione di carica che causerà un eventuale riscaldamento della batteria e potrebbe esplodere o al minimo scoppiare un sigillo e una perdita.

Se hai provato una tecnologia a batteria ricaricabile come un tipo al litio, presto si sovraccaricherà e questi potrebbero incendiarsi anche se caricati troppo.

Esiste un modo sicuro per utilizzare una batteria per regolare la tensione di uscita in un circuito come questo. Se è possibile valutare attentamente i requisiti della corrente di carico, è possibile posizionare un resistore di zavorra sulla batteria come mostrato di seguito. È necessario dimensionare la resistenza di zavorra in modo che la corrente della batteria scarichi sempre la batteria quando la corrente di carico passa da zero a qualsiasi corrente massima richiesta dal carico. Ho mostrato valori adatti per carichi fino a 50mA.

In questo modo la batteria funziona come un regolatore di shunt. Il resistore di zavorra è uno spreco di energia della batteria, ma raggiunge l'obiettivo dell'OP di come ottenere 1,8 V per una rapida applicazione singola.

Sembra, sulla carta, come sarebbe, ma ...

La tensione di uscita di questa disposizione potrebbe essere leggermente inferiore a quanto ci si potrebbe aspettare. La batteria può emettere 1,5 V sotto un carico nominale, ma per riportare una corrente al suo interno può richiedere un piccolo potenziale aggiuntivo, che nel tuo circuito, verrebbe a scapito della tensione di uscita.

Indipendentemente da ciò, ciò che rende questa una cattiva idea (potenzialmente pericolosa) è che quando si esegue una corrente di carica in una batteria monouso, si forzano reazioni chimiche all'interno della batteria per le quali non è mai stata progettata. Una probabile reazione sarà la formazione di calore e gas esplosivi che la cellula non può smaltire. Ciò può provocare un accumulo di pressione fino a quando la cellula non si rompe (esplode), rilasciando sostanze chimiche potenzialmente dannose, corrosive e / o infiammabili.

Anche usare una batteria ricaricabile in questo modo è una cattiva idea, perché la tensione tra i suoi terminali varierà in base al suo stato di carica, dandoti una tensione di uscita non molto prevedibile e, di nuovo, rischi di sovraccaricarla con il potenziale di simili conseguenze; il sovraccarico in genere provoca (di nuovo) reazioni chimiche per le quali la batteria non è stata progettata. I ricaricabili si caricano in modo sicuro solo in un circuito progettato con questo scopo in mente.

Sei sicuro che il tuo amico non lo abbia suggerito?

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Una batteria alcalina da 1,5 V è più vicina a 1,65 quando è completamente carica e non sotto un carico elevato. E quello potrebbe essere abbastanza vicino a 1,8 V per funzionare per le tue esigenze. Consultare la scheda tecnica. O se questo è un progetto hobby irrilevante, forse lo costruisci e vedi se funziona.

O forse il suggerimento era:

^{simula questo circuito}

Entrambi questi approcci funzioneranno. A differenza della disposizione che hai disegnato, non fanno affidamento sul funzionamento della batteria "indietro" per caricarla.

se è a bassa corrente e il tuo 3v3 ha un drive sufficiente, usa semplicemente un divisore resistivo, diciamo 83r a + e 100r a gnd. Il punto centrale ti darà 1v8. Sì, questo cadrà mentre disegni a lungo termine, è brutto. Funzionerà per i pochi cicli necessari. I valori del reisitor potrebbero essere ridimensionati per corrispondere a ciò che hai in giro.

Come descritto da altre risposte, la cosa più importante che devi capire è che stai caricando involontariamente questa batteria. Supponendo che la batteria non sia progettata per essere caricata, ci si aspetta alcune fiamme in caso di uso prolungato.

Invece di questo metodo, ci sono molti metodi che utilizzano "Regolatori di tensione". Dai un'occhiata invece a LM334. Con un'adeguata polarizzazione della resistenza, è possibile ottenere una perfetta uscita da 1,8 V.

Ricorda che le EEPROM potrebbero non funzionare correttamente se la fonte di alimentazione non è stabile. Potresti spargere la testa sulle cose per il tuo semplice errore di non scegliere una fonte di alimentazione adeguata.

Indipendente dal problema della batteria:

Se si dispone di una selezione di diodi e / o LED al silicio, questi possono essere utilizzati per ottenere il tipo di caduta di tensione necessaria. Potrebbe essere necessario un resistore parallelo all'IC per portare la tensione diretta del diodo in una sezione stabile della curva.

Ricorda che la maggior parte dei circuiti integrati non può assolutamente sopportare di essere alimentata con tensioni di ingresso superiori alla tensione di alimentazione.

Se è un progetto di hacking del fine settimana, direi che la risposta è un clamoroso SÌ PUOI , fino a quando non puoi arrivare ai negozi lunedì.

Anche se caricheresti la batteria allo stesso tempo, le EEPROM non assorbono troppa corrente, quindi caricheresti la batteria a bassa corrente. L'ho fatto da solo, anche se non per le EEPROM. Altrimenti, hai un diodo zener da 1,5 V in giro?

NB: Inoltre, assicurarsi di scollegare l'alimentazione a 3,3 V prima di spegnerla, altrimenti si potrebbe fornire -1,5 V alla EEPROM :)