Posso reduzir a tensão de 3,3V para 1,8V usando uma bateria de 1,5V?

Estou fazendo interface com uma EEPROM que funciona via SPI em 1,8V; infelizmente não tenho uma fonte de alimentação de 1,8V e, como este é um projeto de fim de semana, queria concluí-la sem ir à loja.

Pedi um conselho a um amigo habilidoso e ele sugeriu que eu pudesse colocar uma bateria AA de 1,5V no circuito para obter 1,8V.

Esta é uma configuração de som? Eu sou um novato, mas, por sentimentos, sinto que há algo errado, em particular em relação à intensidade atual.

Edit 1: Eu sei que isso é uma má idéia, mas estou pedindo aqui para saber o porquê . Como não consegui encontrar uma pergunta semelhante, acredito que será útil ter aqui um lembrete de por que não buscar idéias ruins como essas. Aceitarei a resposta com a explicação de por que não fazer isso. Eu sei que isso deve ser feito com um regulador de tensão, estou perguntando se é possível sem ele, então a resposta pode ser sim / não com uma explicação. Também estou curioso para ler sobre alguém que acha possível.

Edit 2: para os interessados ​​no consumo de energia, a EEPROM é uma Winbond W25Q64FW e a utilizarei através de um shifter de nível TXB0108 (lado B). Para os registros, eu nunca tentei esse circuito (em particular depois das respostas / comentários que recebi), mas estou muito interessado em ler o que é possível ou não.

TL; DR;Seu amigo está lhe dizendo como destruir uma bateria, potencialmente violentamente. Use um circuito regulador de tensão adequado.

As baterias não foram projetadas para serem usadas em reguladores de tensão. Embora seja verdade que, em um mundo ideal, o circuito proposto funcionaria (afinal, uma bateria ideal reduz sua tensão nominal a qualquer corrente), na prática as coisas são um pouco diferentes.

Toda a corrente consumida pela fonte de 1,8V terá que fluir da fonte de 3,3V para o terminal + da bateria e depois para fora do terminal da bateria. Isso está efetivamente direcionando uma corrente de carga para a bateria. A bateria está agindo como uma carga.

Há uma razão para que as baterias tenham um aviso "Não recarregue" impresso, carregá-las pode causar ventilação, de maneira potencialmente violenta. Certamente uma bagunça.

Agora você deve estar se perguntando, mas e se eu usasse uma bateria recarregável. Inicialmente, provavelmente funcionaria bem. No entanto, a tensão de saída diminui à medida que a bateria é carregada.

A tensão na bateria continuará aumentando até que os 3,3V cheios caiam sobre ela ou a bateria seja danificada pelo carregamento por sobretensão.

De qualquer forma, isso não fornecerá uma tensão de saída estável, pois a tensão da célula variará com a corrente consumida pela carga. É realmente pouco diferente usar um resistor como regulador, o que não funciona bem.

A solução adequada é usar um circuito regulador de tensão. Existem muitos modelos. Reguladores de derivação usando diodos Zener, CIs de reguladores lineares (por exemplo, LM317), reguladores de tensão da série Transistor.

Deixe-me mostrar exatamente por que é uma má idéia usar uma bateria dessa maneira. A simulação a seguir mostra um exemplo com uma carga de 100mA. Como você pode ver, isso força 100mA de corrente a fluir também na bateria.

Se você usar uma bateria alcalina, isso causará uma ação de carregamento que causará um eventual aquecimento da bateria e poderá explodir ou, no mínimo, romper uma vedação e vazamento.

Se você experimentou uma tecnologia de bateria recarregável, como o tipo de lítio, em breve ela ficará sobrecarregada e provavelmente elas até pegam fogo quando carregadas demais.

Existe uma maneira segura de usar uma bateria para regular a tensão de saída em um circuito como este. Se você puder avaliar cuidadosamente os requisitos de corrente de carga, poderá colocar um resistor de lastro na bateria, como mostrado abaixo. Você deve dimensionar o resistor de lastro para que a corrente da bateria esteja sempre descarregando a bateria quando a corrente de carga passar de zero a qualquer corrente máxima exigida por sua carga. Eu mostrei valores adequados para cargas de até 50mA.

Desta forma, a bateria funciona como um regulador de derivação. O resistor de lastro desperdiça a energia da bateria, mas alcança o objetivo do OP de obter 1,8V para uma aplicação rápida única.

Parece, no papel, como seria, mas ...

A tensão de saída desse arranjo pode ser um pouco menor do que você poderia esperar. A bateria pode produzir 1,5V sob uma carga nominal, mas para retornar uma corrente a ela, pode ser necessário um pequeno potencial adicional que, em seu circuito, viria à custa da tensão de saída.

Independentemente disso, o que torna essa uma idéia ruim (potencialmente perigosa) é que, quando você alimenta uma corrente de carga em uma bateria de uso único, força reações químicas a ocorrer dentro da bateria para a qual nunca foi projetada. Uma reação provável será a formação de calor e gases explosivos que a célula não pode eliminar. Isso pode levar ao aumento da pressão até a célula romper (explodir), liberando produtos químicos potencialmente perigosos, corrosivos e / ou inflamáveis.

Mesmo usando uma bateria recarregável dessa maneira é uma má idéia, porque a tensão nos terminais varia de acordo com o estado de carga, fornecendo uma tensão de saída não muito previsível e, novamente, você corre o risco de sobrecarregá-la com o potencial de consequências; sobrecarregar normalmente causa (novamente) reações químicas para as quais a bateria não foi projetada. Recarregáveis ​​apenas carregam com segurança em um circuito projetado com esse objetivo em mente.

Tem certeza de que seu amigo não estava sugerindo isso?

^{simule este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Uma bateria alcalina de 1,5V fica mais próxima de 1,65 quando totalmente carregada e não sob carga alta. E isso pode estar próximo o suficiente de 1,8V para atender às suas necessidades. Consulte a folha de especificações. Ou, se este é um projeto de hobby inconseqüente, talvez você apenas o construa e veja se funciona.

Ou talvez a sugestão tenha sido:

^{simule este circuito}

Qualquer uma dessas abordagens funcionará. Ao contrário do arranjo que você desenhou, eles não contam com a bateria "para trás" para carregá-la.

se a corrente for baixa e o seu 3v3 tiver uma unidade suficiente, basta usar um divisor resistivo - digamos 83r para + e 100r para gnd. O ponto central dará 1v8. Sim, isso cairá à medida que você desenha atual e a longo prazo, é desagradável. Mas funcionará nos poucos ciclos que você precisar. Os valores do reisitor podem ser redimensionados para corresponder ao que você tem por aí.

Conforme descrito por outras respostas, a coisa mais importante que você precisa entender é que você está carregando involuntariamente esta bateria. Supondo que a bateria não foi projetada para ser carregada, você espera algumas chamas após o uso prolongado.

Em vez deste método, existem muitos métodos que utilizam "Reguladores de tensão". Dê uma olhada no LM334. Com a polarização adequada do resistor, você pode obter uma saída perfeita de 1,8V.

Lembre-se, as EEPROMs podem se comportar mal se a fonte de energia não for estável. Você pode estar enlouquecendo com as coisas pelo seu simples erro de não escolher uma fonte de energia adequada.

Independente do problema da bateria:

Se você tiver uma seleção de diodos e / ou LEDs de silício, eles podem ser usados ​​para obter o tipo de queda de tensão necessária. Você pode querer que um resistor paralelo ao IC obtenha a tensão direta do diodo em uma seção estável da curva.

Lembre-se de que a maioria dos CIs não suporta absolutamente ser acionada com tensões de entrada que excedem a tensão de alimentação.

Se for um projeto de hackers no fim de semana, eu diria que a resposta é um retumbante SIM, VOCÊ PODE , até chegar às lojas na segunda-feira.

Embora você carregue a bateria ao mesmo tempo, as EEPROMS não consomem tanta corrente, portanto você carrega a bateria com uma corrente baixa. Eu fiz isso sozinho, embora não seja para EEPROMS. Caso contrário, você tem um diodo zener de 1,5V por aí?

NB: Além disso, certifique-se de desconectar a fonte de 3,3V antes de desligá-la; caso contrário, você poderá fornecer -1,5V à EEPROM :)