Зарядное устройство Li-Po USB с ПОС, напряжение не падает до 0В

Предупреждение:

• Когда вы модифицируете схему, как описано ниже, чтобы она работала «правильно», она попытается разрушить батарею LiPo. Это связано с тем, что вы подаете 5 В на аккумулятор, когда вы должны подавать только абсолютный максимум 4,2 В.

  При сопротивлении R1 = 5 Ом вы сможете подать около 150 мА при напряжении 4,4 В и около 100 мА при напряжении 4,4 В. Это выходит за рамки безопасных характеристик практически всех аккумуляторов LiPo, которые вы будете использовать, и возможен инцидент с «отверстием с пламенем».

  Ваша конструкция должна гарантировать, что напряжение, подаваемое на аккумулятор, никогда не превысит 4,2 В. Вы можете переключать ШИМ на более высокое напряжение, чтобы уменьшить его до 4,2 В максимум, если вы отфильтруете ШИМ, чтобы батарея никогда не видела напряжение выше 4,2 В. Если вы, например, переключаете ШИМ 5 В при рабочем цикле 84%, средний уровень будет 0,84 x 5 В = 4,2 В. Но если вы примените этот ШИМ-сигнал непосредственно к аккумулятору, пиковый уровень 5 В, вероятно, вызовет повреждение.

  Микросхемы зарядки LiPo легко доступны по разумной цене. Возможно, вам будет лучше использовать один.

  Полагаться на USB-порт для ограничения тока — это приглашение к пламенному уничтожению вашей батареи или даже больше. Хотя порт может быть настроен на подачу 500 мА на одно гнездо USB, в некоторых случаях он может подавать несколько ампер. Этот плюс перенапряжение на аккумуляторе и есть формула фейерверка.

Проблема с существующей схемой:

Q1 и Q2 образуют «пару Дарлингтона». Выходное напряжение не может быть более чем в 2 раза ниже V2, так как на каждом переходе база-эмиттер должно падать напряжение примерно на 0,6 В, чтобы транзистор открылся.

V2 = 5 В
Q1e = 5-0,6 = 4,4 В
Q2e = Q1e -0,6 = 4,4 - 0,6 = 3,8 В. На практике вы получаете несколько меньше из-за более высоких значений Vbe.

Решение состоит в том, чтобы заменить Q1 и Q2 транзистором PNP (назовем его Q3) с эмиттером на R1, коллектором на R3 и управлять базой через R2. Теперь транзистор будет включен, когда V2 низкий. Или вы можете использовать МОП-транзистор с каналом P с истоком на R1, стоком на R3 и затвором на V2.

Ограничитель напряжения:

Если вы создаете собственное зарядное устройство, вам необходимо ограничить максимальное напряжение батареи.
Мой ответ здесь показывает, как построить недорогую схему точного зажима для ограничения напряжения батареи.

Регулируемый фиксатор напряжения — подробности см. в ссылке выше.

В качестве примера того, насколько простым может быть зарядное устройство на основе ИС, если вы можете получить ИС, то, если вы хотите создать собственное зарядное устройство для литий-ионных / LiPo аккумуляторов со скоростью зарядки до 500 мА, используйте микросхему зарядного устройства MCP83831 / MCP83832. это очень простой и экономичный способ сделать это. Технический паспорт здесь

Это может быть буквально так же просто, как эта схема

.

Подробнее об этом см. в моем ответе на этот вопрос об обмене стеками .

Микросхемы доступны на складе Digikey по цене 0,68 долл. США/1 и 0,42 долл. США/100.