Схема зарядки с разделением нагрузки для литий-полимерных аккумуляторов

Зарядка литиевой батареи при одновременной попытке использовать схему не совсем удалась, с такими проблемами, как схема не включается, и батарея никогда не заканчивает зарядку.

Аккумулятор 3,7 В и емкость 300 мАч.

Однако я нашел заметку о приложении микрочипа по той же проблеме.

Вот схема: -введите описание изображения здесь

При подаче питания через USB Vinэта схема отключится Q1, и тогда нагрузка вместо этого будет использовать питание от USB через D1. Это позволяет аккумулятору нормально заряжаться без каких-либо внешних помех.

  • Это Q1МОП-транзистор с каналом P, но я не могу понять связь. Почему источник подключен к нагрузке, а сток подключен к Vbat? Это должно быть наоборот.

  • Какой МОП-транзистор выбрать для этой схемы? Если мой ток нагрузки не превышает 100 мА? Какими должны быть Rd (on) и VGS (th) MOSFET, которые я могу использовать в приведенной выше схеме? Любое предложение по номеру детали

Я рассматриваю этот P-Channel MOSFET DMP1045U http://in.element14.com/diodes-inc/dmp1045u/mosfet-p-ch-w-esd-12v-sot23/dp/2061526

Я рассматриваю диод B130LAW: http://www.farnell.com/datasheets/887879.pdf?_ga=1.83230549.251839788.1488841003

Также D1 предназначен для предотвращения протекания тока от аккумулятора к зарядному источнику питания. D1должен быть диод шоттки. Обратный ток утечки D1, который может достигать нескольких сотен микроампер (диоды Шоттки очень герметичны).

  • Этот ток утечки создаст небольшое напряжение на затворе полевого МОП-транзистора, которое, если оно будет достаточно высоким, может привести к тому, что МОП-транзистор не включится должным образом при Vinотключении основного питания. Как это преодолеть?

  • Как минимизировать ток утечки D1?

  • Каким должно быть значение Rpull?

Что сказал Абэ, но это ОЧЕНЬ низкий Vgsth MOSFET. 500 мВ исключительно хороши для большинства применений. Как говорит Абэ - посмотрите какое напряжение на диоде при выбранном Rpull. Обратите внимание, что утечка по Шоттки часто ОЧЕНЬ выше, скажем, при 100°C, чем при 20°C. Если есть вероятность повышения температуры, проверьте характеристики диода при Tmax.

Ответы (1)

Почему исток MOSFET подключен к нагрузке, а сток к аккумулятору?

Как показано на схеме, MOSFET имеет внутренний диод, подключенный от стока к истоку. Если бы полевой МОП-транзистор был подключен наоборот, питание USB могло бы проходить через D1 и диод корпуса в аккумулятор, заряжая его быстрее, чем это безопасно. (Обратите внимание, что когда MOSFET включен, он позволяет току течь в любом направлении, как резистор.)

Как предотвратить отключение Q1 током утечки в D1?

По сути, сделайте R PULL достаточно сильным. Если ваш максимальный ток утечки по температуре и напряжению, скажем, I LEAK = 100 мкА, то R PULL 1 кОм даст максимальное напряжение затвора 100 мВ, что почти наверняка хорошо.

Какой МОП-транзистор выбрать?

Вы правы, что R DS(on) и V GS(th) являются важными параметрами. Вам нужно знать максимальный ток I LOAD , потребляемый вашей нагрузкой. Выберите R DS(on) , чтобы даже когда батарея почти разряжена (3,2 В) и нагрузка потребляет максимальный ток, в системе было достаточно напряжения. Это напряжение будет 3,2 В - I LOAD * R DS(on) .

Вы хотите, чтобы полевой МОП-транзистор был полностью включен, даже когда батарея почти разряжена, поэтому используйте то же значение, что и выше, для напряжения источника. Напряжение затвор-исток будет разницей между этим и напряжением на затворе, вызванным утечкой через R PULL , для конечного результата 3,2 В - I LOAD * R DS(on) - I LEAK * R PULL . (Обратите внимание, что полевой МОП-транзистор не полностью включен при пороговом напряжении: обычно вам нужен хотя бы дополнительный вольт, но проверьте техническое описание.)

Как уменьшить ток утечки?

Охлаждение D1 очень поможет: если вам нужно работать, скажем, до 50 °C, у вас будет намного меньший ток утечки, чем при 125 °C (но примите во внимание самонагрев, если вы рассеивая значительную мощность в D1). Если это не вариант, вы также можете использовать обычный кремниевый диод вместо диода Шоттки. Падение напряжения будет намного выше, но, поскольку вы начинаете с напряжения USB, а не с напряжения батареи, вы можете позволить себе тратить его впустую.

В любом случае ток нагрузки не будет превышать 50 мА. Я рассматриваю этот МОП-транзистор с каналом P: in.element14.com/diodes-inc/dmp1045u/… . Это будет работать?
@RSSystem Мне кажется, все в порядке. Однако при таком низком токе вы почти наверняка можете обойтись более дешевым (= более высоким сопротивлением).
Как вы упомянули, Choose RDS(on) so that even when the battery is almost drained (3.2 V)на каком VGS я выбираю RDS(on)? В техпаспорте указаны разные значения Rds(on) для разных VGS. Каково будет значение VGS, когда схема будет питаться от батареи, а когда от USB? Просьба уточнить.
@RSSystem Более низкий Rdson никогда не повредит, просто будет стоить дороже, поэтому убедитесь, что падение напряжения приемлемо для всех значений Vgs (а поскольку Rdson уменьшается с большей разницей Vgs, вам нужно проверять только наименьшее напряжение, которое будет происходить). МОП-транзистор не будет включен при питании от USB, поэтому вам нужно рассчитывать только при питании от батареи.
@RSSystem Что касается диода, на который вы смотрели, он имеет огромный ток утечки (1 мА при температуре окружающей среды, поэтому несколько мА при более высокой температуре), и вам не нужно ничего похожего на эту токонесущую способность, поэтому посмотрите на что-то вроде DB2J30900L от Panasonic.
Я понимаю, может быть я проглядел ток утечки. МОП-транзистор, который я выбираю, подходит?
@RSSystem Как я уже сказал, полевой МОП-транзистор выглядит нормально.
Ток утечки диода, который вы предложили, имеет 0.2uAзначение Vr= 10V, если 1Kиспользуется Rpull, то напряжение будет 2mVтакое, при котором MOSFET не включится ни в коем случае, потому что MOSFET требуется как минимум 0.3Vдля включения. Я прав? 1K Rpullдостаточно ? Я не могу понять это уравнение 3.2 V - ILOAD * RDS(on) - ILEAK * RPULL, что я с ним получу и каков целевой параметр для соответствия этому уравнению.
@RSSystem Vgs - это разница между напряжениями затвора и истока, но рассчитанные вами 2 мВ находятся между затвором и землей.
Итак, каким должно быть значение Rpull для упомянутого вами диода?
@RSSystem Вы до сих пор не сказали, при какой максимальной температуре вам нужно работать, и, поскольку утечка сильно зависит от температуры, необходимое значение Rpull также. Тем не менее, если вы не слишком заботитесь о потерянной мощности при наличии USB, 1 кОм — это очень сильное снижение, поэтому, скорее всего, оно сработает.
Температура, при которой мне нужно работать, 20-30С.
@RSSystem Тогда вы не получите утечку более 0,3 мкА, поэтому мне было бы удобно увеличить Rpull до нескольких сотен кОм, если это необходимо.
У меня есть этот МОП-транзистор : in.element14.com/infineon/irlml6401trpbf/mosfet-p-micro3/dp/… и этот диод прямо сейчас: in.element14.com/stmicroelectronics/bat46/… Будут ли они работать? Если они сработают, изменится ли значение Rpull ? Диод, о котором вы упомянули, мне нужно купить, а также MOSFET, и мне нужно срочно построить эту конструкцию, поэтому заказ новых компонентов займет время, и мне будет трудно доставить их в короткие сроки.
@RSSystem Я не вижу проблем с этими компонентами. Утечка немного выше (0,8 мкА), поэтому, вероятно, держите Rpull не более 100 кОм, и все будет в порядке.
Схема зарядки с разделением нагрузки для литий-полимерных аккумуляторов
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v