Оптимизация схемы питания автономного устройства от батареек АА

Делаем наукоёмкие приборы серийным продуктом

Исходные требования
Любой элемент питания АА
Минимальные габаритные размеры
Минимальный вес
Время автономной работы 10 дней
Радиоканал

Оценка реализуемости
Емкость «батарейки»: 2500 мА*ч
Мощность потребления: 12мВт
Ток потребления: 12мВт/1.5В=8мА
2500мА*ч/8мА ~~ 300 часов.

Требуемые параметры схемы
Схема питания
1В…4.2В
+3.3V
4..8 мА
+3.6V
800мА

Первоначальная схема
Step-Up
DC-DC
Step-Down
DC-DC
DC-DC
DC-DC
+3.3V
+3.6V
+4.0V
+5.0V
+1V…4.2V

Результаты тестирования
33 ч
55 ч

Два элемента питания
Step-Up
DC-DC
Step-Down
DC-DC
DC-DC
DC-DC
+3.3V
+3.6V
+4.0V
+5.0V
+2V…+3V

Результаты тестирования

Повышающий преобразователь

КПД при питании от 1.5В и 3.0В
Uвых=5В
Uвых=3.3В
Uвых=5В
Uвых=3.3В
Uвых=5В
Uвых=3.3В

КПД от входного напряжения
Uвых=3.3В
69%
89%
52%
81%
Uвых=5В

КПД для выходного напряжения 3.3В

Понижающий преобразователь на 3.3В

КПД от тока нагрузки
Выходной ток, мА

Результаты исследования
до оптимизации
после оптимизации
1.5V
5V
3.3V
кпд1
кпд2
КПД = кпд1*кпд2 = 0,7*0,7
КПД = 0,49
3V
3.3V
кпд1
КПД = кпд1
КПД = 0,89

Оптимизация схемы
Step-Up
DC-DC
DC-DC
DC-DC
+3.3V
+3.6V
+4.0V
+2V…+3V
Step-Down
DC-DC
+3.3V

Результаты тестирования

Уточнение требований и оснований для этих требований.
Компромисс между временем работы, габаритами, весом и удобством использования.
Отказ от универсальности в пользу улучшения характеристик.

Спасибо.