Питание модуля напрямую от зарядного устройства LiPo с подключенным LiPo

У меня есть модуль GSM (Particle Electron), у которого есть контакты для питания от батареи LiPo. Контакты принимают напряжение от 3,6 В до 4,4 В. Модуль также может питаться от источника питания 5 В через другой контакт ( Vin).

У меня есть солнечное зарядное устройство на основе микросхемы зарядного устройства MCP73871 LiPo от Microchip. Это зарядное устройство имеет BAT+выход для зарядки аккумуляторов LiPo, и мы добавили регулятор, дающий регулируемое напряжение 5 В при LOAD+. Однако это имеет ограничение по току 1А.

Теперь обычно мы подключаем контакт GSM-модуля Vinк выходу 5V. Однако, поскольку модуль имеет требования к импульсному току 1,8 А, мы думаем подключить контакт Li+GSM-модуля к BATвыходу солнечного зарядного устройства.

Я хочу знать, что может пойти не так в этой настройке? Может ли эта установка как-то повредить аккумулятор, солнечное зарядное устройство или GSM-модуль?

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Проще говоря:

Можем ли мы подключить что-то параллельно к аккумулятору LiPo, пока он заряжается от зарядного устройства LiPo? Может ли в таком случае повредиться зарядное устройство или LiPo?

Некоторая важная информация:

  • Модуль GSM имеет требования к импульсному току до 1,8 А.
Есть ли у зарядного устройства тайм-аут?

Ответы (1)

Я не думаю, что это хорошая идея. Зарядное устройство измеряет напряжение и ток, чтобы определить правильный профиль зарядки для LiPo. Он не может отличить слишком высокий ток батареи от нормального тока + дополнительная нагрузка. Кроме того, в вашем случае он просто слишком слаб для поддержки комбинированного тока (максимальный выходной ток батареи составляет 1 А).

Это причина того, что современные BMS имеют технологию «энергетического тракта», которая выполняет такие трюки, как зарядка батареи при одновременном питании системы дополнительной мощностью, если она доступна, или пополнение слабого источника питания за счет некоторого разряда батареи. Ваш MCP73871 — именно такая BMS! Я рекомендую использовать его по назначению.

Имейте в виду, что

  • сами модули GSM представляют собой устройства на 3,3 В или 1,8 В. Как бы вы не подавали на него питание, оно будет идти через регулятор .
  • Я не знаю, какую солнечную панель вы используете, но я сомневаюсь, что она может обеспечить 2,8 А, что сочетает в себе максимальный ток зарядки и максимальное требование GSM.

Еще кое-что. Вы сказали, что ваше зарядное устройство обеспечивает «регулируемый выход 5 В». MCP73871 этого не делает. Если предусмотрено внешнее питание, оно поступает непосредственно на контакт OUT. Это будет 5В от USB и 6В от солнечной панели. Таким образом, в принципе, нет никаких «потерь регулятора», которых вы пытаетесь избежать, за исключением тех, которые связаны с модулем GSM, которые вы все равно не можете контролировать.

ОБНОВЛЯТЬ:

Если вы потребляете достаточно тока, чтобы привести питание ниже напряжения батареи (что нетрудно сделать с солнечной панелью), тогда (и только тогда, согласно Кирхгофу) батарея начнет разряжаться. В этот момент MCP перейдет в режим отключения (см. UVLO в техническом описании), который отключит вход и (надеюсь) защитит зарядное устройство. Так что, да, вы получите импульсный ток.

Однако во всех других условиях у вас будут отключены кривые заряда и хороший точный чип будет выполнять дурацкие поручения. Все это для того, чтобы решить проблему, искусственно созданную неправильным выбором LDO. Я бы рекомендовал использовать сверхнизкий LDO ( ISL80103 , LD39200 , NCP59300 ) всего за 0,12 В и позволить чипу выполнять свою работу.

ОБНОВЛЕНИЕ 2

Если подумать, зачем вообще нужен LDO?

В большинстве случаев выходное напряжение равно или ниже 5В. Только сочетание полностью заряженной батареи, яркого солнца и GSM в каком-нибудь режиме пониженного энергопотребления приведет к более высокому напряжению, да и то всего на 1В больше!

Что вам нужно, так это зажим напряжения . Что-то столь же простое, как схема стабилитрона ниже, или немного более сложная с полевым транзистором, как это . Обратите внимание, что оба имеют нулевые потери при нормальных условиях, в отличие от LDO, который всегда будет падать некоторое напряжение, даже если входное напряжение ниже уровня регулирования. Я даже думаю, что вы можете найти стабилитрон высокой мощности 5,05 ~ 5,1 В с достаточным внутренним сопротивлением, чтобы обойтись одним диодом, при условии, что модуль GSM имеет постоянное соединение с выходом.

введите описание изображения здесь

Спасибо за ответ. Идея, которую вы высказали о зарядном устройстве, определяющем профиль зарядки, верна! Однако хотелось бы сделать несколько уточнений. Во-первых, наша батарея LiPo может легко выдавать скачки напряжения до 2,5 А. Во-вторых, во время импульсного тока, зачем солнечной панели обеспечивать 2,8 А? Даже если солнечная панель выдает, скажем, мизерные 300 мА, остальное обеспечит батарея, не так ли? Наконец, регулятор, о котором я говорю, является внешним регулятором (которого нет в ИС).
Я думал о внешнем регуляторе и искал «солнечное зарядное устройство MCP73871». Из многих просмотров ни на одной плате не было дополнительного LDO, так что я отказался от этой идеи. Если у вас есть что-то с этим, ссылка в вопросе будет полезной. Аккумулятор может обеспечить импульсный ток только тогда, когда он заряжен. Если батарея разряжена, она заряжается , и зарядное устройство должно обеспечить ее и GSM. В конце концов, это простой вопрос перепадов напряжения. Если напряжение батареи ниже внешнего источника питания, она будет заряжаться, а не питаться.
В случае бросков, несмотря на низкое напряжение, я предполагал, что часть броска будет обеспечена зарядным устройством, а часть - батареей. Следовательно, аккумулятор НЕ будет заряжаться в этот момент.
Я добавил ответ к ответу. Это только мое мнение, если вам это не нравится, вы все равно можете делать все, что хотите, конечно.
Пожалуйста. Добавил еще один.